Простая защита от кз: Простая защита от кз

Содержание

Простая защита от кз

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Однако в радиолюбительской практике еще встречаются простые ЗУ, состоящие из понижающего трансформатора и выпрямителя.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Защита от переполюсовки и короткого замыкания на выходе. Для зарядного устройства.

Простейшая защита от короткого замыкания


Представлена конструкция защиты для блока питания любого типа. Данная схема защиты может совместно работать с любыми блоками питания — сетевыми, импульсными и аккумуляторами постоянного тока. Схематическая развязка такого блока защиты относительна проста и состоит из нескольких компонентов. Силовая часть — мощный полевой транзистор — в ходе работы не перегревается, следовательно в теплоотводе тоже не нуждается. Схема одновременно является защитой от переплюсовки питания , перегруза и КЗ на выходе, ток срабатывания защиты можно подобрать подбором сопротивления резистора шунта, в моем случае ток составляет 8Ампер, использовано 6 резисторов 5 ватт 0,1 Ом параллельно подключенных.

Шунт можно сделать также из резисторов с мощностью ватт. Более точно защиту можно настроить путем подбора сопротивления подстроечного резистора.

При КЗ и перегрузе выхода блока, защита мгновенно сработает, отключив источник питания. О срабатывании защиты осведомит светодиодный индикатор.

Даже при КЗ выхода на пару десятков секунд, полевой транзистор остается холодным Полевой транзистор не критичен, подойдут любые ключи с током и выше Ампер и с рабочим напряжением Вольт. Данная схема также отлично подходит в качестве защиты зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, если вдруг перепутали полярность подключения, то с зарядным устройством ничего страшного не произойдет, защита спасет устройство в таких ситуациях.

Благодаря быстрой работе защиты, ее можно с успехом применить для импульсных схем, при КЗ защита сработает быстрее, чем успеют сгореть силовые ключи импульсного блока питания. Схематика подойдет также для импульсных инверторов, в качестве защиты по току. При перегрузе или кз во вторичной цепи инвертора, мигом вылетают силовые транзисторы инвертора, а такая защита не даст этому произойти. Все права защищены. Для более чем заказчиков по всему миру мы делаем свыше онлайн заказов на прототипы и малые партии печатных плат каждый день!

Anything in here will be replaced on browsers that support the canvas element. Подписаться на новости Введите свой email адрес:. Схема защиты блока питания и зарядных устройств Представлена конструкция защиты для блока питания любого типа. Дизайн :. Усилители мощности. Блоки питания. Чтобы не потерять статью, поставь лайк! Самое интересное Хороший лабораторный БП своими руками Мощный импульсный блок питания Самый качественный усилитель звука Крутая паяльная станция своими руками Мощный авто усилитель своими руками Мощный импульсный блок питания 12В 40А Регулируемый стабилизатор 1,V на LM Самый простой усилитель звука в классе А Простой блок питания с регулируемым U и I Простой преобразователь 50Гц.

All Rights Reserved. Заказать печатную плату.


ЗАЩИТА ОУ ОТ ПЕРЕГРУЗОК в устройствах на микросхемах. Схема защита по току

В процессе наладки всевозможных самоделок нередки аварийные ситуации, а точнее, короткие замыкания в сети. Рассмотрим принципиальную схему защиты:. Если в процессе наладки устройства произойдет короткое замыкание, напряжение на обмотке реле пропадет она окажется зашунтированным коротким замыканием и контакты Р1 разомкнутся, подключая лампу. Лампа загорится, показывая, что произошло короткое замыкание, и одновременно ограничит ток КЗ.

Подключить хочу к БП, чтобы без опаски присоединять различные самодельные устройства. Входное и выходное напряжение 12В.

:: УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ДЛЯ ЛЮБОГО БЛОКА ПИТАНИЯ ::

Поиск новых сообщений в разделах Все новые сообщения Компьютерный форум Электроника и самоделки Софт и программы Общетематический. Посоветуйте схему защиты БП от короткого замыкания. Сообщение от Sasha Сообщение от v1ct0r. Ads Яндекс. Вот держи, собирал по первой схеме работает отлично. Вместо R 0. BB коды Вкл.

Защита для блока питания

Защита от переполюсовки зарядного устройства вещь очень полезная, а иногда и необходимая. Защита от переполюсовки зарядного устройства на реле или тиристоре имеют свои недостатки. Схемы на тиристоре довольно практичные и простые, но имеют потери напряжения на самом тиристоре около 2В, а в некоторых автомобильных зарядных при использовании такой схемы уже нечем будет заряжать АКБ. Защита от переполюсовки на реле имеет инертность, что тоже не всегда хорошо, а полностью разряженная батарея может не запустить реле.

Ребят хело!

Простейшая защита от короткого замыкания

Несмотря на развитие электроники и электротехники мы до сих пор пользуемся простейшими блоками питания в своей лаборатории — трансформатор, мост, конденсатор — дешево и сердито. Вот только в процессе наладки аппаратуры нередко случаются короткие замыкания и хорошо, если это сразу обнаружилось. Иначе страдает мост, страдает трансформатор. Предлагаемая конструкция поможет защитить блок питания от случайного короткого замыкания. Быстродействие у нее, правда, невелико — около 0.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

Как себя будут вести выше представленные схемы при входном напряжении 3V и менее? А не как, для работы во всех диапозонах напряжений, придется применять более сложную схему. Схема — суперская! Поставил в обычный БП, не нарадуюсь. При КЗ транзистор холодный! Одна просьба — как сделать его регулируемым?

Схема одновременно является защитой от переплюсовки питания, перегруза и КЗ на выходе, ток срабатывания защиты можно подобрать подбором.

Для защиты блока питания при конструировании различных схем рекомендуется на выход БП добавить узел защиты от перегрузки по току. Простая схема устройства построена с применением тиристора в качестве управляющего элемента защиты по напряжению. Пока напряжение питания на входе находится в пределах нормы, стабилитрон и тиристор закрыты, ток протекает в нагрузку.

Короткое замыкание опасно как для устройства, так и для человека, налаживающего его. Для защиты аппаратуры можно использовать устройство, схема которого представлена ниже. В качестве контролирующего элемента от короткого замыкания выступает реле Р1, оно подключено параллельно нагрузке. При подаче напряжения на вход устройства через обмотку реле протекает ток, реле подключает нагрузку, при этом лампа не горит. Во время короткого замыкания напряжение на реле резко упадет, и оно отключит нагрузку, лампа при этом загорит и просигнализирует о КЗ. Например напряжение сети В, ток при котором реле будет срабатывать 10А.

Это небольшой блок универсальной защиты от короткого замыкания, что предназначен для использования в сетевых источниках питания. Она специально разработана так, чтобы вписаться в большинство блоков питания без переделки их схемы.

После публикации первой версии защиты от перегруза и короткого замыкания решил опубликовать вторую схемы, которая отличается от первой тем, что является защитой фиксированного типа. Реализовать такую защиту на самом деле довольно просто. В схеме в отличие от первой версии задействована комплиментарная пара транзисторов к сведению читателя — комплиментарными парами называются те два транзистора, которые имеют полностью одинаковые параметры, но разную проводимость. При КЗ или перегрузке сработает защита, замкнется реле и загорит светодиодный индикатор, который сводетельствует о том, что блок находится в режиме защиты, следовательно, выходное напряжение пропадает. Между базой первого транзистора и коллектором второго транзистора установлена кнопка, которая изначально замкнута, при нажатии на кнопку сбрасывается перегруз и блок питания выходит из защиты. Снять блок с защиты можно и иным путем — просто кратковременно выключив и снова включив блок питания.

Устройств необходим блок питания БП , в котором имеется регулировка выходного напряжения и возможность регулирования уровня срабатывания защиты от превышения по току в широких пределах. При срабатывании защиты, нагрузка подключенное устройство должна автоматически отключаться. Поиск в интернете дал несколько подходящих схем блоков питания.


Простая защита бп от кз

Простейшая защита от короткого замыкания актуальна как для опытного, так и для начинающего радиолюбителя, так как от ошибок не застрахован никто. В этой статье приведено простую, но весьма оригинальную схему, которая поможет вам уберечь ваше устройство от не желательного выхода из строя. Самовосстанавливающийся предохранитель обесточивает схему, а светодиоды сигнализируют об аварийной ситуации, быстро, надёжно и просто. Схема весьма простая, и понятная.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Защита от переполюсовки и короткого замыкания на выходе. Для зарядного устройства.

Еще одна схема защиты от перегруза и короткого замыкания


Представлена конструкция защиты для блока питания любого типа. Данная схема защиты может совместно работать с любыми блоками питания — сетевыми, импульсными и аккумуляторами постоянного тока. Схематическая развязка такого блока защиты относительна проста и состоит из нескольких компонентов. Силовая часть — мощный полевой транзистор — в ходе работы не перегревается, следовательно в теплоотводе тоже не нуждается. Схема одновременно является защитой от переплюсовки питания , перегруза и КЗ на выходе, ток срабатывания защиты можно подобрать подбором сопротивления резистора шунта, в моем случае ток составляет 8Ампер, использовано 6 резисторов 5 ватт 0,1 Ом параллельно подключенных.

Шунт можно сделать также из резисторов с мощностью ватт. Более точно защиту можно настроить путем подбора сопротивления подстроечного резистора. При КЗ и перегрузе выхода блока, защита мгновенно сработает, отключив источник питания.

О срабатывании защиты осведомит светодиодный индикатор. Даже при КЗ выхода на пару десятков секунд, полевой транзистор остается холодным Полевой транзистор не критичен, подойдут любые ключи с током и выше Ампер и с рабочим напряжением Вольт.

Данная схема также отлично подходит в качестве защиты зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, если вдруг перепутали полярность подключения, то с зарядным устройством ничего страшного не произойдет, защита спасет устройство в таких ситуациях.

Благодаря быстрой работе защиты, ее можно с успехом применить для импульсных схем, при КЗ защита сработает быстрее, чем успеют сгореть силовые ключи импульсного блока питания.

Схематика подойдет также для импульсных инверторов, в качестве защиты по току. При перегрузе или кз во вторичной цепи инвертора, мигом вылетают силовые транзисторы инвертора, а такая защита не даст этому произойти.

Все права защищены. Для более чем заказчиков по всему миру мы делаем свыше онлайн заказов на прототипы и малые партии печатных плат каждый день! Anything in here will be replaced on browsers that support the canvas element. Подписаться на новости Введите свой email адрес:.

Схема защиты блока питания и зарядных устройств Представлена конструкция защиты для блока питания любого типа. Дизайн :. Усилители мощности. Блоки питания. Чтобы не потерять статью, поставь лайк! Самое интересное Хороший лабораторный БП своими руками Мощный импульсный блок питания Самый качественный усилитель звука Крутая паяльная станция своими руками Мощный авто усилитель своими руками Мощный импульсный блок питания 12В 40А Регулируемый стабилизатор 1,V на LM Самый простой усилитель звука в классе А Простой блок питания с регулируемым U и I Простой преобразователь 50Гц.

All Rights Reserved. Заказать печатную плату.


Токовая защита блока питания схема

Это небольшой блок универсальной защиты от короткого замыкания, что предназначен для использования в сетевых источниках питания. Она специально разработана так, чтобы вписаться в большинство блоков питания без переделки их схемы. Схема, несмотря на наличие микросхемы, очень проста для понимания. Сохраните её на компьютер, чтоб увидеть в лучшем размере. Здесь резистор с низким значением сопротивления соединен последовательно с выходом источника питания. Как только ток начинает течь через него, появится небольшое падение напряжения и мы будем использовать это падение напряжения, чтобы определить, является ли питание результатом перегрузки или короткого замыкания. В основе этой схемы операционный усилитель ОУ включенный в качестве компаратора.

Схема одновременно является защитой от переплюсовки питания, перегруза и КЗ на выходе, ток срабатывания защиты можно.

Защита БП от КЗ

Схема отличается предельной простотой, но, несмотря на это, вполне надежно защищает не только трансформатор и выпрямительные диоды, но и выходные транзисторы стабилизаторов если они имеют некоторый запас по току коллектора. Кроме того, лампа накаливания, используемая в качестве ограничителя тока, одновременно служит и индикатором перегрузки. Подобное устройство будет весьма полезно и автолюбителям, если установить его перед бортовой розеткой, к которой подключаются внешние потребители, к примеру, переноска, шнур которой легко передавить дверцей. Работает устройство следующим образом. При подаче питания на блок защиты, верхний вывод обмотки электромагнитного реле К1 оказывается подключенным к плюсу питания через холодную нить лампы HL1, которое в десятки раз ниже сопротивления нити разогретой. Если в нагрузке нет короткого замыкания, то реле срабатывает и своими контактами К1. Напряжение поступает на нагрузку, лампа не светится. Если в цепи нагрузки происходит короткое замыкание, напряжение на выходе источника питания и, в частности на обмотке реле, падает и реле отпускает. Контакты К1. Как только замыкание в нагрузке будет устранено, устройств автоматически возвращается в исходное состояние.

Как сделать защиту от переполюсовки, от КЗ для блока питания своими руками

Данная схема представляет собой простейший блок питания на транзисторах, оборудованный защитой от короткого замыкания КЗ. Его схема представлена на рисунке. Схема работает следующим образом. Фильтрация пульсаций выпрямленного напряжения осуществляется конденсатором С1.

Это небольшой блок универсальной защиты от короткого замыкания, что предназначен для использования в сетевых источниках питания. Она специально разработана так, чтобы вписаться в большинство блоков питания без переделки их схемы.

:: УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ДЛЯ ЛЮБОГО БЛОКА ПИТАНИЯ ::

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите , пожалуйста. Например, почти во всех блоках питания после предохранителя стоит деталь, которую специально пробивает при превышении входного напряжения, чтобы предохранитель перегорел и разорвал линию. V1 можно воспринимать как батарейку, по сути это любой источник напряжения на 0. ОУ достаточно только одного питания, а V1 просто как замена сигналу, надо же было что-то усилить. До кГц точно работает.

Простая защита БП от КЗ нагрузки

После публикации первой версии защиты от перегруза и короткого замыкания решил опубликовать вторую схемы, которая отличается от первой тем, что является защитой фиксированного типа. Реализовать такую защиту на самом деле довольно просто. В схеме в отличие от первой версии задействована комплиментарная пара транзисторов к сведению читателя — комплиментарными парами называются те два транзистора, которые имеют полностью одинаковые параметры, но разную проводимость. При КЗ или перегрузке сработает защита, замкнется реле и загорит светодиодный индикатор, который сводетельствует о том, что блок находится в режиме защиты, следовательно, выходное напряжение пропадает. Между базой первого транзистора и коллектором второго транзистора установлена кнопка, которая изначально замкнута, при нажатии на кнопку сбрасывается перегруз и блок питания выходит из защиты.

Простая схема устройства построена с применением тиристора в . Простая защита от короткого замыкания для блока питания схема своими руками |.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

Представлена конструкция защиты для блока питания любого типа. Данная схема защиты может совместно работать с любыми блоками питания — сетевыми, импульсными и аккумуляторами постоянного тока. Схематическая развязка такого блока защиты относительна проста и состоит из нескольких компонентов.

Защита блока питания от КЗ

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как сделать ПРОСТОЙ и НАДЕЖНЫЙ МОДУЛЬ ЗАЩИТЫ от КЗ своими руками

Поиск новых сообщений в разделах Все новые сообщения Компьютерный форум Электроника и самоделки Софт и программы Общетематический. Посоветуйте схему защиты БП от короткого замыкания. Сообщение от Sasha Сообщение от v1ct0r. Ads Яндекс.

Ребят хело! Вчера произошла беда с моим лабораторным блоком питания, а именно сжег 2 транзистора Причина…короткое замыкание Вот решил собрать схему защиты!

Для защиты блока питания при конструировании различных схем рекомендуется на выход БП добавить узел защиты от перегрузки по току. Простая схема устройства построена с применением тиристора в качестве управляющего элемента защиты по напряжению. Пока напряжение питания на входе находится в пределах нормы, стабилитрон и тиристор закрыты, ток протекает в нагрузку. При превышении напряжения питания свыше 15,2В, открывается стабилитрон, и вслед за ним тиристор, так как между его катодом и управляющим электродом присутствует разность потенциалов, достаточная для его отпирания. Подключенный параллельно выходу источника питания тиристор VS1 при перегрузке обрывает плавкий предохранитель в течение нескольких микросекунд, если выходное напряжение окажется свыше допустимого. Порог открывания тиристора, а именно, срабатывания защиты, зависит от технических данных стабилитрона. При перегорании предохранителя включится пьезоизлучатель звука со встроенным генератором, который просигнализирует о внешней неисправности, который, так же, индицирует о возможном коротком замыкании в нагрузке.

Как себя будут вести выше представленные схемы при входном напряжении 3V и менее? А не как, для работы во всех диапозонах напряжений, придется применять более сложную схему. Схема — суперская! Поставил в обычный БП, не нарадуюсь.


Простая защита БП от КЗ нагрузки


Простая защита БП от КЗ нагрузки

  Зарядные устройства (ЗУ), как правило, снабжены электронной системой защиты от короткого замыкания на выходе. Однако в радиолюбительской практике еще встречаются простые ЗУ, состоящие из понижающего трансформатора и выпрямителя. Необходимые же компоненты для того, чтобы собрать электронную защиту, не всегда доступны. В этом случае можно применить несложную электромеханическую защиту с использованием реле или автоматических выключателей многократного действия (например, автоматические предохранители или АВМ в квартирных электросчетчиках). Достоинства предлагаемой защиты: простота и отсутствие дорогих полупроводниковых приборов. Недостаток ее — высокая инерционность. Быстродействие релейной защиты составляет примерно 0,1 с, с использованием АВМ- 1…3с.

  Когда аккумулятор (или аккумуляторная батарея) соединен с выходом устройства, реле К1 срабатывает и своими контактами К1.1 подключает ЗУ (см. схему). При коротком замыкании выходное напряжение резко уменьшится, обмотка реле будет обесточена, что приведет к размыканию контактов и отключению аккумулятора от ЗУ. Повторное включение после устранения неисправности осуществляется кнопкой SB1. Конденсатор С1, заряженный до выходного напряжения выпрямителя, подключается к обмотке реле. Резистор R1 ограничивает импульс тока при ошибочном включении, когда короткое замыкание на выходе не устранено. Резистор R2 ограничивает ток короткого замыкания выпрямительных диодов. Его можно не включать в цепь, если диоды рассчитаны на импульсные токи такого значения. В противном случае — резистор R2 обязателен. Однако следует помнить, что выходное напряжение ЗУ должно быть в этом случае больше на значение падения напряжения на резисторе R2 при номинальном зарядном токе. АВМ защищает при перегрузках по току, что релейная защита выполнить не может. Автоматический предохранитель (или выключатель) подключают последовательно с контактами реле. Сопротивление АВМ — около 0,4 Ом. В этом случае резистор R2 можно не включать.

  Параметры элементов конструкции зависят от типа ЗУ. Например, для ЗУ автомобильных аккумуляторных батарей необходимо выбрать реле на номинальное напряжение 12 В с допустимым током не менее 20 А. Этим условиям удовлетворяет реле РЭН34 (паспорт ХП4.500.030-01), замыкающие контакты которого следует включить параллельно. Для ЗУ с номинальным током до 1 А можно применить реле РЭС22 (паспорт РФ4.523.023-05). Конденсатор С1 — оксидный (К50-12,К50-16 и т.д.).

Д. АТАЕВ, г. Стерлитамак
РАДИО №8, 1998, c.65

Источник: shems.h2.ru

Простая схема автоматического ограничителя постоянного тока на транзисторах, защита от перегрузки и КЗ.

Как правило у большинства простой электронной и электрической аппаратуры используются такие же простые блоки питания, которые не имеют внутри себя защиты от перегрузки и короткого замыкания. И нередки случаи, когда при коротком замыкании, произошедшем на устройстве, выходит из строя блок питания, который и обеспечивает током данный прибор. Но не всегда замена такого блока питания может обойтись в копейки. Чтобы обезопасить как блок питания, так и само питаемое устройство от поломки из-за перегрузки или КЗ можно собрать достаточно простую схему защиты.

Как видно сама схема очень проста, имеет минимум компонентов. По стоимости обойдется практически в копейки, а то и вовсе бесплатно, если имеются свои электронные детали. Для тех кто не совсем понимает сам принцип действия данной схемы защиты от токовых перегрузок и коротких замыканий поясню ее работу. В принципе тут все просто. Итак, имеются два биполярных транзистора. Первый транзистор VT1 является силовым, и выполняет роль ограничителя тока. Данный транзистор в схеме поставлен типа КТ817. Максимальный ток коллектор-эмиттерного перехода у него до 3 ампер. Если этого тока Вам мало, то естественно, VT1 должен быть заменен на более мощный (например КТ819 с коллекторным током до 10 А). Поскольку токи при перегрузке или КЗ могут быть относительно немалые, и данный транзистор может быстро нагреваться, то желательно изначально предусмотреть охлаждающий радиатор подходящих размеров.

Резистор R1 задает смещение транзистору VT1, чтобы на его базу поступает положительный потенциал, что в свою очередь даст возможность быть открытым коллектор-эмиттерному переходу в нормальном режиме работы схемы. То есть, если в схеме будет только эти два компонента (VT1 и R1), то нагрузка будет работать, так как на нее будет подаваться напряжение и поступать ток из-за полностью открытого транзистора VT1.

А вот чтобы данный транзистор закрывался, при перегрузке и коротком замыкании, и нужны другие элементы схемы. Теперь о том, какова роль второго транзистора VT2. По мощности он гораздо меньше первого, так как через него будут проходить относительно малые токи. При своем открытии транзистор VT2 подает отрицательный потенциал (минус) на базу первого транзистора, что в свою очередь его начинает закрывать. И получается, что VT1 будет полностью открыт, когда VT2 полностью закрыт, а когда VT2 полностью открывается, то VT1 полностью закрывается и прекращает подачу электроэнергии на питаемое устройство (нагрузку).

Теперь о роли резисторов R2 и R3 в данной схеме. Датчиком тока является резистор R3. Его сопротивление крайне мало и может быть от 0,1 Ома до 5 или 10 Ом. Именно величиной сопротивления этого резистора и задается предел силы тока, при котором схема начнет ограничивать этот самый ток в выходной цепи питания. Пожалуй, лучше даже будет поставить на место R3 не постоянный резистор, а переменный или подстроечный величиной 5-10 Ом. Учтите, что этот резистор должен быть мощностью не менее 2 Вт, а то и больше.

С правого бока схемы можно увидеть три последовательно соединенных резистора. Это аналогия сопротивлений R3, R нагрузки и проводимости транзисторного коллектор-эмиттерного перехода VT1. То есть, как известно при изменении сопротивления на одном из последовательно соединенных резисторах начинает происходить перераспределение электрического напряжения. Если сопротивление нагрузки уменьшится при перегрузке или коротком замыкании, то на ней уменьшится и напряжение. Вместо этого напряжение увеличится на транзисторном переходе и на резисторе R3. Естественно, поскольку R3 соединен параллельно с база-эмиттерным переходом транзистора VT2 (через резистор R2), то увеличенное напряжение резистора R3 начнет открывать транзистор VT2. Резистор R2 нужен для ограничения тока, и более точной настройки величины тока, при котором уже будет происходить токоограничение и защита схемы нагрузки.

В итоге мы имеем такой процесс. Когда ток меньше порога срабатывания этой схемы (зависящий от величины сопротивления R3), то VT2 закрыт, а VT1 открыт, на нагрузку поступает сила тока в полном объеме. А когда ток в цепи нагрузки становится выше порогового, то происходит закрытие силового транзистора и тем самым начинает ограничиваться ток нагрузки, вплоть до полного отключения питания от нагрузки. Как видно на схеме имеется светодиод. Когда VT2 начинает открываться, то и через светодиод начинает протекать ток. Светодиод начинает светиться, сигнализируя о том, что ток нагрузки достиг величины срабатывания защиты и начало происходить токоограничения в питании нагрузки.

Как видно, все очень просто и понятно. Схема полностью работоспособна. Она проверена годами и многими электронщиками и радиолюбителями. Подобный вариант токовой защиты от перегрузки и КЗ широко используется при изготовлении самодельных блоков питания. И этот узел защиты ставиться на выходе имеющегося блока питания, ранее не имеющего подобной токовой защиты. Величина входного напряжения может быть в пределах от 3 до 15 вольт, хотя можно подавать и больше, при этом нужно будет подобрать более подходящие компоненты схемы для корректной ее работы.

Видео по этой теме:

P.S. Данную схему защиты от перегрузки по току и короткого замыкания можно ставить на любые блоки питания, не имеющие ее. А также и на саму нагрузку, что дополнительно обезопасит ее и имеющийся БП от выхода из строя последнего. По размерам данная схема получится вполне небольшой, так как ее компоненты имеют небольшие габариты. Тем более если использовать SMD компоненты. Так что берите себе на заметку эту простую схему и при необходимости собирайте ее.

Блок питания с защитой от перегрузок и короткого замыкания. Простейшая защита от короткого замыкания

Сегодня моя статья будет носить исключительно теоретический характер, вернее в ней не будет «железа» как в предыдущих статьях, но не расстраивайтесь — менее полезной она не стала. Дело в том, что проблема защиты электронных узлов напрямую влияет на надежность устройств, их ресурс, а значит и на ваше важное конкурентное преимущество — возможность давать длительную гарантию на продукцию . Реализация защиты касается не только моей излюбленной силовой электроники, но и любого устройства в принципе, поэтому даже если вы проектируете IoT-поделки и у вас скромные 100 мА — вам все равно нужно понимать как обеспечить безотказную работу своего устройства.

Защита по току или защита от короткого замыкания (КЗ) — наверное самый распространенный вид защиты потому, что пренебрежение в данном вопросе вызывает разрушительные последствия в прямом смысле. Для примера предлагаю посмотреть на стабилизатор напряжения, которому стало грустно от возникшего КЗ:

Диагноз тут простой — в стабилизаторе возникла ошибка и в цепи начали протекать сверхвысокие токи, по хорошему защита должна была отключить устройство, но что-то пошло не так. После ознакомления со статьей мне кажется вы и сами сможете предположить в чем могла быть проблема.

Что касается самой нагрузки… Если у вас электронное устройство размером со спичечный коробок, нет таких токов, то не думайте, что вам не может стать так же грустно, как стабилизатору. Наверняка вам не хочется сжигать пачками микросхемы по 10-1000$? Если так, то приглашаю к ознакомлению с принципами и методами борьбы с короткими замыканиями!

Цель статьи

Свою статью я ориентирую на людей для которых электроника это хобби и начинающих разработчиков, поэтому все будет рассказываться «на пальцах» для более осмысленного понимания происходящего. Для тех, кому хочется академичности — идем и читаем любой ВУЗовский учебники по электротехники + «классику» Хоровица, Хилла «Искусство схемотехники».

Отдельно хотелось сказать о том, что все решения будут аппаратными, то есть без микроконтроллеров и прочих извращений. В последние годы стало совсем модно программировать там где надо и не надо. Часто наблюдаю «защиту» по току, которая реализуется банальным измерением напряжения АЦП какой-нибудь arduino или микроконтроллером, а потом устройства все равно выходят из строя. Я настоятельно не советую вам делать так же! Про эту проблему я еще дальше расскажу более подробно.

Немного о токах короткого замыкания

Для того, чтобы начать придумывать методы защиты, нужно сначала понять с чем мы вообще боремся. Что же такое «короткое замыкание»? Тут нам поможет любимый закон Ома, рассмотрим идеальный случай:

Просто? Собственно данная схема является эквивалентной схемой практически любого электронного устройства, то есть есть источник энергии, который отдает ее в нагрузку, а та греется и что-то еще делает или не делает.

Условимся, что мощность источника позволяет напряжению быть постоянным, то есть «не проседать» под любой нагрузкой. При нормальной работе ток, действующий в цепи, будет равен:

Теперь представим, что дядя Вася уронил гаечный ключ на провода идущие к лампочке и наша нагрузка уменьшилась в 100 раз, то есть вместо R она стала 0,01*R и с помощью нехитрых вычислений мы получаем ток в 100 раз больше. Если лампочка потребляла 5А, то теперь ток от нагрузки будет отбираться около 500А, чего вполне хватит чтобы расплавить ключ дяди Васи. Теперь небольшой вывод…

Короткое замыкание — значительное уменьшение сопротивления нагрузки, которое ведет к значительному увеличению тока в цепи.

Стоит понимать, что токи КЗ обычно в сотни и тысячи раз больше, чем ток номинальный и даже короткого промежутка времени хватает, чтобы устройство вышло из строя. Тут наверняка многие вспомнят о электромеханических устройствах защиты («автоматы» и прочие), но тут все весьма прозаично… Обычно розетка бытовая защищена автоматом с номинальным током 16А, то есть отключение произойдет при 6-7 кратном токе, что уже около 100А. Блок питания ноутбука имеет мощность около 100 Вт, то есть ток нем менее 1А. Даже если произойдет КЗ, то автомат долго будет этого не замечать и отключит нагрузку, только когда все уже сгорит. Это скорее защита от пожара, а не защита техники.

Теперь давайте рассмотрим еще один, часто встречающийся случай — сквозной ток . Покажу я его на примере dc/dc преобразователя с топологией синхронный buck, все MPPT контроллеры, многие LED-драйвера и мощные DC/DC преобразователи на платах построены именно по ней. Смотрим на схему преобразователя:

На схеме обозначены два варианта превышения тока: зеленый путь для «классического» КЗ, когда произошло уменьшение сопротивления нагрузки («сопля» между дорог после пайки, например) и оранжевый путь . Когда ток может протекать по оранжевому пути? Я думаю многие знают, что сопротивление открытого канала полевого транзистора очень небольшое, у современных низковольтных транзисторов оно составляет 1-10 мОм. Теперь представим, что на ключи одновременно пришел ШИМ с высоким уровнем, то есть оба ключа открылись, для источника «VCCIN — GND» это равносильно подключению нагрузки сопротивлением около 2-20 мОм! Применим великий и могучий закон Ома и получим даже при питании 5В значение тока более 250А! Хотя не переживайте, такого тока не будет — компоненты и проводники на печатной плате сгорят раньше и разорвут цепь.

Данная ошибка очень часто возникает в системе питания и особенно в силовой электронике. Она может возникать по разным причинам, например, из-за ошибки управления или длительных переходных процессах. В последнем случае не спасет даже «мертвое время» (deadtime) в вашем преобразователе.

Думаю проблема понятна и многим из вас знакома, теперь понятно с чем нужно бороться и осталось лишь придумать КАК. Об этом и пойдет дальнейший рассказ.

Принцип работы защиты по току

Тут необходимо применить обычную логику и увидеть причинно-следственную связь:
1) Основная проблема — большое значения тока в цепи;
2) Как понять какое значение тока? -> Измерить его;
3) Измерили и получили значение -> Сравниваем его с заданным допустимым значением;
4) Если превысили значение -> Отключаем нагрузку от источника тока.
Измерить ток -> Узнать превысили ли допустимый ток -> Отключить нагрузку
Абсолютно любая защита, не только по току, строится именно так. В зависимости от физической величины по которой строится защита, будут возникать на пути реализации разные технические проблемы и методы их решения, но суть неизменна.

Теперь предлагаю по порядку пройти по всей цепочки построения защиты и решить все возникающие технические проблемы. Хорошая защита — это защита, которую предусмотрели заранее и она работает. Значит без моделирования нам не обойтись, я буду использовать популярный и бесплатный MultiSIM Blue , который активно продвигается Mouser-ом. Скачать его можно там же — ссылка . Также заранее скажу, что в рамках данной статьи я не буду углубляться в схемотехнические изыски и забивать вам голову лишними на данном этапе вещами, просто знайте, что все немного сложнее в реальном железе будет.

Измерение тока

Это первый пункт в нашей цепочке и наверное самый простой для понимания. Измерить ток в цепи можно несколькими способами и у каждого есть свои достоинства и недостатки, какой из них применить конкретно в вашей задаче — решать только вам. Я же расскажу, опираясь на свой опыт, о этих самых достоинствах и недостатках. Часть из них «общепринятые», а часть мои мироощущения, прошу заметить, что как какую-то истину даже не пытаюсь претендовать.

1) Токовый шунт . Основа основ, «работает» все на том же великом и могучем законе Ома. Самый простой, самый дешевый, самый быстрый и вообще самый самый способ, но с рядом недостатков:

А) Отсутствие гальванической развязки . Ее вам придется реализовывать отдельно, например, с помощью быстродействующего оптрона. Реализовать это не сложно, но требует дополнительного места на плате, развязанного dc/dc и прочие компоненты, которые стоят денег и добавляют габаритных размеров. Хотя гальваническая развязка нужна далеко не всегда, разумеется.

Б) На больших токах ускоряет глобальное потепление . Как я ранее писал, «работает» это все на законе Ома, а значит греется и греет атмосферу. Это приводит к уменьшению КПД и необходимости охлаждать шунт. Есть способ минимизировать этот недостаток — уменьшить сопротивления шунта. К сожалению бесконечно уменьшать его нельзя и вообще я бы не рекомендовал уменьшать его менее 1 мОм , если у вас пока еще мало опыта, ибо возникает необходимость борьбы с помехами и повышаются требования к этапу конструирования печатной платы.

В своих устройствах я люблю использовать вот такие шунты PA2512FKF7W0R002E:

Измерение тока происходит путем измерения падения напряжения на шунте, например, при протекании тока 30А на шунте будет падение:

То есть, когда мы получим на шунте падение 60 мВ — это будет означать, что мы достигли предела и если падение увеличится еще, то нужно будет отключать наше устройство или нагрузку. Теперь давайте посчитаем сколько тепла выделится на нашем шунте:

Не мало, правда? Этот момент надо учитывать, т.к. предельная мощность моего шунта составляет 2 Вт и превышать ее нельзя, так же не стоит припаивать шунты легкоплавким припоем — отпаяться может, видел и такое.

  • Используйте шунты, когда у вас большое напряжение и не сильно большие токи
  • Следите за количеством выделяемого на шунте тепла
  • Используйте шунты там, где нужно максимальное быстродействие
  • Используйте шунты только из специальным материалов: константана, манганина и подобных
2) Датчики тока на эффекте Холла . Тут я допущу себе собственную классификацию, которая вполне себе отражает суть различных решений на данном эффекте, а именно: дешевые и дорогие .

А) Дешевые , например, ACS712 и подобные. Из плюсов могу отметить простоту использования и наличия гальванической развязки, на этом плюсы кончаются. Основным недостатком является крайне нестабильное поведение под воздействием ВЧ помех. Любой dc/dc или мощная реактивная нагрузка — это помехи, то есть в 90% случаев данные датчики бесполезны, ибо «сходят с ума» и показывают скорее погоду на Марсе. Но не зря же их делают?

Они имеют гальваническую развязку и могут измерять большие токи? Да. Не любят помехи? Тоже да. Куда же их поставить? Правильно, в систему мониторинга с низкой ответственностью и для измерения тока потребления с аккумуляторов. У меня они стоят в инверторах для СЭС и ВЭС для качественной оценки тока потребления с АКБ, что позволяет продлить жизненный цикл аккумуляторов. Выглядят данные датчики вот так:

Б) Дорогие . Имеют все плюсы дешевых, но не имеют их минусов. Пример такого датчика LEM LTS 15-NP :

Что мы имеем в итоге:
1) Высокое быстродействие;
2) Гальваническую развязку;
3) Удобство использования;
4) Большие измеряемые токи независимо от напряжения;
5) Высокая точность измерения;
6) Даже «злые» ЭМИ не мешают работе и не; влияют на точность.

Но в чем тогда минус? Те, кто открывали ссылку выше однозначно его увидели — это цена. 18$, Карл! И даже на серии 1000+ штук цена не упадет ниже 10$, а реальная закупка будет по 12-13$. В БП за пару баксов такое не поставить, а как хотелось бы… Подведем итог:

А) Это лучшее решение в принципе для измерения тока, но дорогое;
б) Применяйте данные датчики в тяжелых условиях эксплуатации;
в) Применяете эти датчики в ответственных узлах;
г) Применяйте их если ваше устройство стоит очень много денег, например, ИБП на 5-10 кВт, там он себя однозначно оправдает, ведь цена устройства будет несколько тысяч $.

3) Трансформатор тока . Стандартное решение во многих устройствах. Минуса два — не работают с постоянным током и имеют нелинейные характеристики. Плюсы — дешево, надежно и можно измерять просто огромнейшие токи. Именно на трансформаторах тока построены системы автоматики и защиты в РУ-0.4, 6, 10, 35 кВ на предприятиях, а там тысячи ампер вполне себе нормальное явление.

Честно говоря, я стараюсь их не использовать, ибо не люблю, но в различных шкафах управления и прочих системах на переменном токе все таки ставлю, т.к. стоят они пару $ и дают гальваническую развязку, а не 15-20$ как LEM-ы и свою задачу в сети 50 Гц отлично выполняют. Выглядят обычно вот так, но бывают и на всяких EFD сердечниках:

Пожалуй с методами измерения тока можно закончить. Я рассказал об основных, но разумеется не обо всех. Для расширения собственного кругозора и знаний, советую дополнительно хотя бы погуглить да посмотреть различные датчики на том же digikey.

Усиление измеренного падения напряжения

Дальнейшее построение системы защиты пойдет на базе шунта в роли датчика тока. Давайте строить систему с ранее озвученным значением тока в 30А. На шунте мы получаем падение 60 мВ и тут возникают 2 технические проблемы:

А) Измерять и сравнивать сигнал с амплитудой 60 мВ неудобно. АЦП имеют обычно диапазон измерений 3.3В, то есть при 12 битах разрядности мы получаем шаг квантования:

Это означает, что на диапазон 0-60 мВ, который соответствует 0-30А мы получим небольшое количество шагов:

Получаем, что разрядность измерения будет всего лишь:

Стоит понимать, что это идеализированная цифра и в реальности они будет в разы хуже, т.к. АЦП сам по себе имеет погрешность, особенно в районе нуля. Конечно АЦП для защиты мы использовать не будем, но измерять ток с этого же шунта для построения системы управления придется. Тут задача была наглядно объяснить, но это так же актуально и для компараторов, которые в районе потенциала земли (0В обычно) работают весьма нестабильно, даже rail-to-rail.

Б) Если мы захотим протащить по плате сигнал с амплитудой 60 мВ, то через 5-10 см от него ничего не останется из-за помех, а в момент КЗ рассчитывать на него точно не придется, т.к. ЭМИ дополнительно возрастут. Конечно можно схему защиты повесить прямо на ногу шунта, но от первой проблемы мы не избавимся.

Для решения данных проблем нам понадобится операционный усилитель (ОУ). Рассказывать о том, как он работает не буду — тема отлично гуглится, а вот о критичных параметрах и выборе ОУ мы поговорим. Для начала давайте определимся со схемой. Я говорил, что особых изяществ тут не будет, поэтому охватим ОУ отрицательной обратной связью (ООС) и получим усилитель с известным коэффициентов усиления. Данное действия я смоделирую в MultiSIM (картинка кликабельна):

Скачать файл для симуляции у себя можно — .

Источник напряжения V2 выполняет роль нашего шунта, вернее он симулирует падение напряжения на нем. Для наглядности я выбрал значение падения равное 100 мВ, теперь нам нужно усилить сигнал так, чтобы перенести его в более удобное напряжение, обычно между 1/2 и 2/3 V ref . Это позволит получить большое количество шагов квантования в диапазон токов + оставить запас на измерения, чтобы оценить насколько все плохо и посчитать время нарастания тока, это важно в сложных системах управления реактивной нагрузкой. Коэффициент усиления в данном случае равен:

Таким образом мы имеем возможность усилить сигнал наш сигнал до требуемого уровня. Теперь рассмотрим на какие параметры стоит обратить внимание:

  • ОУ должен быть rail-to-rail, чтобы адекватно работать с сигналами около потенциала земли (GND)
  • Стоит выбирать ОУ с высокой скоростью нарастания выходного сигнала. У моего любимого OPA376 этот параметр равен 2В/мкс, что позволяет достигать максимальное выходное значение ОУ равное VCC 3.3В всего за 2 мкс. Этого быстродействия вполне достаточно, чтобы спасти любой преобразователь или нагрузку с частотами до 200 кГц. Данные параметры стоит понимать и включать голову при выборе ОУ, иначе есть шанс поставить ОУ за 10$ там, где хватило бы и усилителя за 1$
  • Полоса пропускания, выбираемого ОУ, должна быть как минимум в 10 раз больше, чем максимальная частота коммутации нагрузки. Опять же ищите «золотую середину» в соотношение «цена/ТТХ», все хорошо в меру
В большинстве своих проектов я использую ОУ от Texas Instruments — OPA376, его ТТХ хватает для реализации защиты в большинстве задач и ценник в 1$ вполне себе хорош. Если вам необходимо дешевле, то смотрите на решения от ST, а если еще дешевле, то на Microchip и Micrel. Я по религиозным соображениям использую только TI и Linear, ибо оно мне нравится и сплю так спокойнее.

Добавляем реализм в систему защиты

Давайте теперь в симуляторе добавим шунт, нагрузку, источник питания и прочие атрибуты, которые приблизят нашу модель к реальности. Полученный результат выглядит следующим образом (картинка кликабельная):

Скачать файл симуляции для MultiSIM можно — .

Тут уже мы видим наш шунт R1 с сопротивлением все те же 2 мОм, источник питания я выбрал 310В (выпрямленная сеть) и нагрузкой для него является резистор 10.2 Ом, что опять по закону Ома дает нам ток:

На шунте как видите падают, ранее посчитанные, 60 мВ и их мы усиливаем с коэффициентом усиления:

На выходе мы получаем усиленный сигнал с амплитудой 3.1В. Согласитесь, его уже и на АЦП можно подать, и на компаратор и протащить по плате 20-40 мм без каких либо опасений и ухудшения стабильности работы. С этим сигналом мы и будем далее работать.

Сравнение сигналов с помощью компаратора

Компаратор — это схема, которая принимает на вход 2 сигнала и в случае если амплитуда сигнала на прямом входе (+) больше, чем на инверсном (-), то на выходе появляется лог. 1 (VCC). В противном случае лог. 0 (GND).

Формально любой ОУ можно включить как компаратор, но такое решение по ТТХ будет уступать компаратору по быстродействию и соотношению «цена/результат». В нашем случае, чем выше быстродействие, тем выше вероятность, что защита успеет отработать и спасти устройство. Я люблю применять компаратор, опять же от Texas Instrumets — LMV7271 . На что стоит обратить внимание:
  • Задержка срабатывания, по факту это основной ограничитель быстродействия. У указанного выше компаратора это время около 880 нс, что достаточно быстро и во многих задачах несколько избыточно по цене в 2$ и вы можете подобрать более оптимальный компаратор
  • Опять же — советую использовать rail-to-rail компаратор, иначе на выходе у вас будет не 5В, а меньше. Убедиться в этом вам поможет симулятор, выберите что-то не rail-to-rail и поэкспериментируйте. Сигнал с компаратора обычно подается на вход аварии драйверов (SD) и хорошо бы иметь там устойчивый TTL сигнал
  • Выбирайте компаратор с выходом push-pull, а не open-drain и другие. Это удобно и имеем прогнозируемые ТТХ по выходу
Теперь давайте добавим компаратор в наш проект в симуляторе и посмотрим на его работу в режиме, когда защита не сработала и ток не превышает аварийный (кликабельная картинка):

Скачать файл для симуляции в MultiSIM можно — .

Что нам нужно… Нужно в случае превышения тока более 30А, чтобы на выходе компаратора был лог. 0 (GND), этот сигнал будет подавать на вход SD или EN драйвера и выключать его. В нормальном состоянии на выходе должна быть лог. 1 (5В TTL) и включать работу драйвера силового ключа (например, «народный» IR2110 и менее древние).

Возвращаемся к нашей логике:
1) Измерили ток на шунте и получили 56.4 мВ;
2) Усилили наш сигнал с коэффициентом 50.78 и получили на выходе ОУ 2.88В;
3) На прямой вход компаратора подаем опорный сигнал с которым будем сравнивать. Его задаем с помощью делителя на R2 и выставляет 3.1В — это соответствует току примерно в 30А. Данным резистором регулируется порог срабатывания защиты!
4) Теперь сигнал с выхода ОУ подаем на инверсный и сравниваем два сигнала: 3.1В > 2.88В. На прямом входу (+) напряжение выше, чем на инверсном входе (-), значит ток не превышен и на выходе лог. 1 — драйвера работают, а наш светодиод LED1 не горит.

Теперь увеличиваем ток до значения >30А (крутим R8 и уменьшаем сопротивление) и смотрим на результат (кликабельная картинка):

Давайте пересмотри пункты из нашей «логики»:
1) Измерили ток на шунте и получили 68.9 мВ;
2) Усилили наш сигнал с коэффициентом 50.78 и получили на выходе ОУ 3.4В;
4) Теперь сигнал с выхода ОУ подаем на инверсный и сравниваем два сигнала: 3.1В

Почему аппаратная?

Ответ на этот вопрос простой — любое программируемое решение на МК, с внешним АЦП и прочее, могут попросту «зависнуть» и даже если вы достаточно грамотный софтописатель и включили сторожевой таймер и прочие защиты от зависания — пока оно все обработается ваше устройство сгорит.

Аппаратная защита позволяет реализовать систему с быстродействием в пределах нескольких микросекунд, а если бюджет позволяет, то в пределах 100-200 нс, чего достаточно вообще для любой задачи. Также аппаратная защита не сможет «зависнуть» и спасет устройство, даже если по каким-то причинам ваш управляющий микроконтроллер или DSP «зависли». Защита отключит драйвер, ваша управляющая схема спокойно перезапустится, протестирует аппаратную часть и либо подаст ошибку, например, в Modbus или запустится если все хорошо.

Тут стоит отметить, что в специализированных контроллерах для построения силовых преобразователей есть специальные входы, которые позволяют аппаратно отключить генерацию ШИМ сигнала. Например, у всеми любимого STM32 для этого есть вход BKIN.

Отдельно стоит сказать еще про такую вещь как CPLD. По сути это набор высокоскоростной логики и по надежности оно сопоставимо с аппаратным решением. Вполне здравым смыслом будет поставить на плату мелкую CPLD и реализовать в ней и аппаратные защиты, и deadtime и прочие прелести, если мы говорим о dc/dc или каких-то шкафах управления. CPLD позволяет сделать такое решение очень гибким и удобным.

Эпилог

На этом пожалуй и все. Надеюсь вам было интересно читать данную статью и она даст вам какие-то новые знания или освежит старые. Всегда старайтесь заранее думать какие модули в вашем устройстве стоит реализовать аппаратно, а какие программно. Часто реализация аппаратная на порядки проще реализации программной, а это ведет с экономии времени на разработке и соответственно ее стоимости.

Формат статьи без «железа» для меня новый и попрошу высказать ваше мнение в опросе.

Многие самодельные блоки имеют такой недостаток, как отсутствие защиты от переполюсовки питания. Даже опытный человек может по невнимательности перепутать полярность питания. И есть большая вероятность что после этого зарядное устройство придет в негодность.

В этой статье будет рассмотрено 3 варианта защит от переполюсовки , которые работают безотказно и не требуют никакой наладки.

Вариант 1

Это защита наиболее простая и отличается от аналогичных тем, что в ней не используются никакие транзисторы или микросхемы. Реле, диодная развязка – вот и все ее компоненты.

Работает схема следующим образом. Минус в схеме общий, поэтому будет рассмотрена плюсовая цепь.

Если на вход не подключен аккумулятор, то реле находится в разомкнутом состоянии. При подключении аккумулятора плюс поступает через диод VD2 на обмотку реле, вследствие чего контакт реле замыкается, и основной ток заряда протекает на аккумулятор.

Одновременно загорается зеленый светодиодный индикатор, свидетельствуя о том, что подключение правильное.

И если теперь убрать аккумулятор, то на выходе схемы будет напряжение, поскольку ток от зарядного устройства будет продолжать поступать через диод VD2 на обмотку реле.

Если перепутать полярность подключения, то диод VD2 окажется заперт и на обмотку реле не поступит питание. Реле не сработает.

В этом случае загорится красный светодиод, который нарочно подключен неправильным образом. Он будет свидетельствовать о том, что нарушена полярность подключения аккумулятора.

Диод VD1 защищает цепь от самоиндукции, которая возникает при отключении реле.

В случае внедрения такой защиты в , стоит взять реле на 12 В. Допустимый ток реле зависит только от мощности . В среднем стоит использовать реле на 15-20 А.

Эта схема до сих пор не имеет аналогов по многим параметрам. Она одновременно защищает и от переполюсовки питания, и от короткого замыкания.

Принцип работы этой схемы следующий. При нормальном режиме работы плюс от источника питания через светодиод и резистор R9 открывает полевой транзистор, и минус через открытый переход «полевика» поступает на выход схемы к аккумулятору.

При переполюсовке или коротком замыкании ток в цепи резко возрастает, вследствие чего образуется падение напряжения на «полевике» и на шунте. Такое падение напряжение достаточно для срабатывания маломощного транзистора VT2. Открываясь, последний запирает полевой транзистор, замыкая затвор с массой. Одновременно загорается светодиод, поскольку питание для него обеспечивается открытым переходом транзистора VT2.

Из-за высокой скорости реагирования эта схема гарантированно защитит при любой проблеме на выходе.

Схема очень надежна в работе и способна оставаться в состоянии защиты бесконечно долгое время.

Это особо простая схема, которую даже схемой трудно назвать, поскольку в ней использовано всего 2 компонента. Это мощный диод и предохранитель. Этот вариант вполне жизнеспособен и даже применяется в промышленных масштабах.

Питание с зарядного устройства через предохранитель поступает на аккумулятор. Предохранитель подбирается исходя из максимального тока зарядки. Например, если ток 10 А, то предохранитель нужен на 12-15 А.

Диод подключен параллельно и закрыт при нормальной работе. Но если перепутать полярность, диод откроется и случится короткое замыкание.

А предохранитель – это слабое звено в этой схеме, который сгорит в тот же миг. Его после этого придется менять.

Диод следует подбирать по даташиту исходя из того, что его максимальный кратковременный ток был в несколько раз больше тока сгорания предохранителя.

Такая схема не обеспечивает стопроцентную защиту, поскольку бывали случаи, когда зарядное устройство сгорало быстрее предохранителя.

Итог

С точки зрения КПД, первая схема лучше других. Но с точки зрения универсальности и скорости реагирования, лучший вариант – это схема 2. Ну а третий вариант часто применяется в промышленных масштабах. Такой вариант защиты можно увидеть, к примеру, на любой автомагнитоле.

Все схемы, кроме последней, имеют функцию самовосстановления, то есть работа восстановится, как только будет убрано короткое замыкание или изменится полярность подключения аккумулятора.

Прикрепленные файлы:

Как сделать простой Повер Банк своими руками: схема самодельного power bank


Это невероятно полезное приспособление, которое защитит ваш дом от короткого замыкания при проверке каких-либо тестируемых приборов. Бывают случаи, когда необходимо проверить электроприбор на отсутствие КЗ, к примеру, после ремонта. И чтобы не подвергать свою сеть опасности, подстраховаться и избежать неприятных последствий, как раз и поможет это очень простое устройство.

Понадобится

  • Розетка накладная.
  • Выключатель клавишный, накладной.
  • Лампочка накаливания 40 — 100 Вт с патроном.
  • Провод двухжильный в двойной изоляции 1 метр.
  • Вилка разборная.
  • Саморезы.


Все детали будут крепиться к деревянному квадрату из ДСП или другого материала.


Патрон для лампочки лучше использовать настенный, но если у вас такого нет делаем скобу для обхвата из тонкой жести.


И вываливаем квадратик из толстой древесины.


Будет крепится так.

Сборка розетки с защитой от короткого замыкания

Схема всей установки.


Как видите, все элементы соединены последовательно.
Первым делом собираем вилку, подключая к ней провод.


Так как розетка и выключатель настенные, круглым напильником сбоку сделаем пропилы для провода. Это можно сделать острым ножом.


Приворачиваем деревянный квадратик к основанию саморезами. Подберите такие, чтобы они не прошли насквозь.


Приворачиваем патрон с лампой скобой к деревянному квадратику.


Разбираем розетку и выключатель. Приворачиваем саморезами к основанию.


Подключаем провода к патрону.


Для полной надежности все провода пропаяны. То есть: зачищаем, сгибаем колечко, пропаиваем паяльником с припоем и флюсом.


Провод питания фиксируем капроновыми стяжками.


Схема собрана, установка готова к проверке.


Для пробы в розетку вставляем зарядник от сотового телефона. Нажимаем выключатель — лампа не светит. Значит короткого замыкания нет.


Затем берем нагрузку помощнее: блок питания от компьютера. Включаем. Лампа накаливания в начале вспыхивает, а затем гаснет. Это нормально, так как в блоке имеются мощные конденсаторы, которые в начале заражаются.


Имитируем КЗ — вставляем в розетку пинцет. Включаем, лампа светит.

Вот такой замечательный и очень нужный прибор.


Такая установка подходит не только для маломощных приборов, но и для мощных. Конечно стиральная машинка или электрическая плитка не заработают, но по яркости свечения можно понять, что КЗ отсутствует.
Лично я, почти всю свою жизнь пользуюсь подобным девайсом, проверяя на ней все вновь собранные .

Представленные ниже радиолюбительские схемы защиты блоков питания или зарядных устройств могут совместно работать практически с любыми источниками — сетевыми, импульсными и аккумуляторными батареями. Схемотехническая реализация этих конструкция относительна проста и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителем.

Силовая часть выполнена на мощном полевом транзистор. В процессе работы он не перегревается, поэтому теплоотвод можно не использовать. Устройство одновременно является отлично защитой от переплюсовки, перегрузки и короткого замыкания в выходной цепи, ток срабатывания можно подобрать подбором резистора шунта, в нашем случае он составляет 8 Ампер, использовано 6 параллельно подключенных сопротивлений мощностью 5 ватт 0,1 Ом. Шунт можно сделать также из сопротивления мощностью 1-3 ватт.


Более точно защиту можно подстроить путем регулировки сопротивления подстроечного резистора. При коротком замыкании и перегрузке на выходе, защита почти сразу сработает, отключив блок питания. О сработавшей защите подскажет светодиод. Даже при замыкании выхода на 30-40 секунд, полевик остается почти холодным. Его тип не критичен, подойдут практически любые силовые ключи с током 15-20 Ампер на рабочее напряжение 20-60 Вольт. Отлично подойдут транзисторы из серии IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 или более мощные.

Данный вариант схемы будет полезен автолюбителям в роли защиты зарядного устройства для свинцовых аккумуляторов, если вдруг перепутаете полярность подсоединения, то с ЗУ ничего страшного не случится.

Благодаря быстрому срабатыванию защиты, ее можно отлично использовать для импульсных схем, при коротком замыкании защита сработает гораздо быстрее, чем перегорят силовые ключи импульсного БП. Конструкция подойдет также для импульсных инверторов, в роли токовой защиты.

Защита от короткого замыкания на MOSFET-транзисторе

Если в ваших блоках питания и ЗУ для переключения нагрузки используется полевой транзистор (MOSFET), то вы можете легко добавить в такую схему защиту от короткого замыкания или перегрузки. В данном примере мы будем применять внутреннее сопротивление RSD, на котором возникает падение напряжения, пропорциональное току, идущему через MOSFET.

Напряжение, следующее через внутренний резистор, может регистрироваться с помощью компаратора или даже транзистора, переключающегося при напряжении уровнем от 0.5 В, т.е, можно отказаться от применения токочувствительного сопротивления (шунта), на котором обычно возникает излишек напряжения. За компаратором можно следить с помощью микроконтроллера. В случае КЗ или перегрузки программно можно запустить ШИМ-регулирование, сигнализацию, аварийную остановку). Возможно также подсоединение выхода компаратора к затвору полевого транзистора, если при возникновении КЗ нужно сразу же отключить полевик.

Блок питания с системой защиты от КЗ

Когда мы включаем , напряжения на выходе не сразу достигают нужного значения, а примерно через 0.02 секунды, и чтобы исключить подачу пониженного напряжения на компоненты ПК, существует специальный сигнал «power good», также иногда называемый «PWR_OK» или просто «PG», который подаётся, когда напряжения на выходах +12В, +5В и +3.3В достигают диапазона корректных значений. Для подачи этого сигнала выделена специальная линия на ATX разъёме питания, подключаемого к (№8, серый провод).

Ещё одним потребителем этого сигнала является схема защиты от подачи пониженного напряжения (UVP) внутри БП, о которой ещё пойдёт речь – если она будет активна с момента включения на БП, то она просто не даст компьютеру включиться, сразу отключая БП, поскольку напряжения будут заведомо ниже номинальных. Поэтому эта схема включается только с подачей сигнала Power Good.

Этот сигнал подаётся схемой мониторинга или ШИМ-контроллером (широтно-импульсная модуляция, применяемая во всех современных импульсных БП, из-за чего они и получили своё название, английская аббревиатура – PWM, знакомая по современным кулерам – для управления их частотой вращения подаваемый на них ток модулируется подобным образом.)

Диаграмма подачи сигнала Power Good согласно спецификации ATX12V.
VAC — входящее переменное напряжение, PS_ON# — сигнал «power on», который подаётся при нажатии кнопки включения на системном блоке.»O/P» — сокращение для «operating point», т.е. рабочее значение. И PWR_OK — это и есть сигнал Power Good. T1 меньше чем 500 мс, T2 находится между 0.1 мс и 20 мс, T3 находится между 100 мс and 500 мс, T4 меньше или равно 10 мс, T5 больше или равно 16 мс и T6 больше или равно 1 мс.

Защита в обоих случаях реализована при помощи одной и той же схемы, мониторящей выходные напряжения +12В, +5В и 3.3В и отключающей БП в случае если одно из них окажется выше (OVP — Over Voltage Protection) или ниже (UVP — Under Voltage Protection) определённого значения, которое также называют «точкой срабатывания». Это основные типы защиты, которые в настоящее время присутствуют фактически во всех , более того, стандарт ATX12V требует наличия OVP.

Некоторую проблему составляет то, что и OVP, и UVP обычно сконфигурированы так, что точки срабатывания находятся слишком далеко от номинального значения напряжения и в случае с OVP это является прямым соответствием стандарту ATX12V:

Выход Минимум Обычно Максимум
+12 V 13.4 V 15.0 V 15.6 V
+5 V 5.74 V 6.3 V 7.0 V
+3.3 V 3.76 V 4.2 V 4.3 V

Т.е. можно сделать БП с точкой срабатывания OVP по +12В на 15.6В, или +5В на 7В и он всё ещё будет совместим со стандартом ATX12V.

Такой будет длительное время выдавать, допустим, 15В вместо 12В без срабатывания защиты, что может привести к выходу из строя компонентов ПК.

С другой стороны, стандарт ATX12V чётко оговаривает, что выходные напряжения не должны отклоняться более чем на 5% от номинального значения, но при этом OVP может быть конфигурирована производителем БП на срабатывание при отклонении в 30% по линиям +12В и +3.3В и в 40% — по линии +5В.

Производители выбирают значения точек срабатывания используя ту или иную микросхему мониторинга или ШИМ-контроллера, потому что значения этих точек жёстко заданы спецификациями той или иной конкретной микросхемы.

Как пример возьмём популярную микросхему мониторинга PS223 , которая используется в некоторых , которые до сих присутствуют на рынке. Эта микросхема имеет следующие точки срабатывания для режимов OVP и UVP:

Выход Минимум Обычно Максимум
+12 V 13.1 V 13.8 V 14.5 V
+5 V 5.7 V 6.1 V 6.5 V
+3.3 V 3.7 V 3.9 V 4.1 V

Выход Минимум Обычно Максимум
+12 V 8.5 V 9.0 V 9.5 V
+5 V 3.3 V 3.5 V 3.7 V
+3.3 V 2.0 V 2.2 V 2.4 V

Другие микросхемы предоставляют другой набор точек срабатывания.

И ещё раз напоминаем вам, насколько далеко от нормальных значений напряжения обычно сконфигурированы OVP и UVP. Для того, чтобы они сработали, блок питания должен оказаться в весьма сложной ситуации. На практике, дешёвые БП, не имеющие кроме OVP/UVP других типов защиты, выходят из строя раньше, чем срабатывает OVP/UVP.

В случае с этой технологией (англоязычная аббревиатура OCP — Over Current Protection) есть один вопрос, который следовало бы рассмотреть более подробно. По международному стандарту IEC 60950-1 в компьютерном оборудовании ни по одному проводнику не должно передаваться более 240 Вольт-ампер, что в случае с постоянным током даёт 240 Ватт. Спецификация ATX12V включает в себя требование о защите от превышения по току во всех цепях. В случае с наиболее нагруженной цепью 12Вольт мы получаем максимально допустимый ток в 20Ампер. Естественно, такое ограничение не позволяет изготовить БП мощностью более 300Ватт, и для того, чтобы его обойти, выходную цепь +12В стали разбивать на две или более линий, каждая из которых имела собственную схему защиты от перегрузки по току. Соответственно, все выводы БП, имеющие +12В контакты, разбиваются на несколько групп по количеству линий, в некоторых случая на них даже наносится цветовая маркировка, чтобы адекватно распределять нагрузку по линиям.

Однако во многих дешёвых БП с заявленными двумя линиями +12В на практике используется только одна схема защиты по току, а все +12В провода внутри подключаются к одному выходу. Для того, чтобы реализовать адекватную работу такой схемы, защита от нагрузки по току срабатывает не при 20А, а при, например, 40А, и ограничение максимального тока по одному проводу достигается тем, что в реальной системе нагрузка в +12В всегда распределена по нескольким потребителям и ещё большему количеству проводов.

Более того, иногда разобраться, используется ли в данном конкретном БП отдельная защита по току для каждой линии +12В можно, только разобрав его и посмотрев на количество и подключение шунтов, используемых для измерения силы тока (в некоторых случаях количество шунтов может превышать количество линий, поскольку для измерения силы тока на одной линии могут использоваться несколько шунтов).


Различные типы шунтов для измерения силы тока.

Ещё одним интересным моментом является то, что в отличие от защиты от повышенного/пониженного напряжения допустимый уровень тока регулируется производителем БП, путём подпаивания резисторов того или иного номинала к выходам управляющей микросхемы. А на дешёвых БП, несмотря на требования стандарта ATX12V, эта защита может быть установлена только на линии +3.3В и +5В, либо отсутствовать вовсе.

Как следует из её названия (OTP — Over Temperature Protection), защита от перегрева выключает блок питания, если температура внутри его корпуса достигает определённого значения. Ей оснащены далеко не все блоки питания.

В блоках питания можно увидеть термистор, прикреплённый к радиатору (хотя в некоторых БП он может быть припаян прямо к печатной плате). Этот термистор соединён с цепью управления скоростью вращения вентилятора, он не используется для защиты от перегрева. В БП, оборудованных защитой от перегрева, обычно используется два термистора – один для управления вентилятором, другой, собственно для защиты от перегрева.

Защита от короткого замыкания (SCP — Short Circuit Protection) – вероятно, самая старая из подобных технологий, потому что её очень легко реализовать при помощи пары транзисторов, не задействуя микросхему мониторинга. Эта защита обязательно присутствует в любом БП и отключает его в случае короткого замыкания в любой из выходных цепей, во избежание возможного пожара.

Защиты от короткого замыкания для любого бп. Защита от короткого замыкания схема

На создание данной статьи меня спровоцировал опыт создания блоков питания и зарядных устройств на основе простых импульсных блоков питания, которыми являются как иип на IR2153, так и переделанный различными способами под блок питания электронный трансформатор. Данные источники питания являются простыми, нестабилизированными импульсными блоками питания без каких-либо защит. Не смотря на данные недостатки, такие источники питания довольно просты в изготовлении,не требуют сложной настройки, времени на создание такого блока питания требуется меньше чем на полный ШИМ БП с узлами стабилизации и защиты.

Обьединив такой блок питания и простейший ШИМ- регулятор на NE555, получам регулируемый блок питания как для экспирементов, так и для зарядки АКБ. Радости нашей нет предела до того момента, пока данный девайс не попробовать на искру, или по ошибке, размышляя над созданием очередного аппарата перепутать полярность заряжаемого АКБ. Окрикивая громким хлопком и орошая едким дымом помещение,в котором произошол данный конфуз, изобретение сообщает нам, что простой импульсный блок питания, который собран по упрощённо-ознакомительной схеме не может быть надёжным.

Тут пришла мысль о том, чтобы найти не просто ввести тот или инной узел защиты в конкретный экземпляр блока питания, а найти или создать универсальную быстродействующую схему, которую можно внедрять в любой вторичный источник питания.

Требования к узлу защиты:

Минмиум деталей

Плата защиты должна занимать мало места

Работоспособной при больших токах нагрузки

Отсутствие реле

Высокая скорость срабатывания

Одним из заинтересовавших вариантов была такая схема, найденная в интерете:

При замыкании выхода данной схемы, разряжается ёмкость затвора VT1 через диод VD1, что приводит к закрытию VT1 и ток через транзистор не протекает, блок питания остаётся целым и невредимым. Но что же произойдёт если на выход данной схемы подключить нагрузку, в 300вт, когда наш иип может выдать всего 200вт? Не смотря на то что у нас присутствует схема защиты, замученный блок питания снова взрывается.

Недостатки данной схемы:

1. Необходимо точно подбирать сопротивление шунта, чтобы максимально допустимый ток блока питания создал такое падение напряжения на выбранном шунте, при котором VT2, открываясь полностью закроет VT1.

2. В данной схеме может наступить момент, когда ток проходящий через шунт, приоткроет VT2, вследствии чего VT1 начнёт закрываться и останется в таком состоянии, что будет недозакрыт, а учитывая что через VT1 протекает немалый ток, то данный линейный режим вызовет его сильный перегрев, врезультате которого VT1 будет пробит.

В блоке питания на IR2153 однажды применял триггерную защиту, остался доволен её работой. Прицепим к схеме триггерной защёлки на комплиментарной паре транзисторов шунт в качестве датчика тока и n-канальный транзистор в роли ключевого элемента получаем такую схему:

После подачи питания на схему, транзистор Q3, через светодиод и R4 открывается, стабилитрон D3 ограничивает напряжение на затворе полевого транзистора. D4 защищает Q3 от выбросов высокого напряжения, при подключении индуктивной нагрузки (электродвигатель). На паре транзисторов Q1, Q2 собран аналог тиристора. Ток, протекающий через шунт R1, вызывает падение напряжения, которое с движка переменного резистора R10, и цепочку R2, С2, поступает на базу транзистора Q2. Величину напряжения с шунта, которое пропорционально току, протекающему через этот шунт можно регулировать прерменным резистором R10. В момент, когда напряжение на базе Q2 станет больше 0.5-0.7в транзистор Q2 начнёт открываться, тем самым открывая Q1, в свою очередь транзистор Q1открываясь, будет открывать Q2. Данный процесс происходит очень быстро, за доли секунды транзисторы откроют друг друга и останутся в таком устойчивом состоянии. Через открытый аналог тиристора затвро Q3, а также резистор R4 окажутся подключены к общему проводнику схемы, что приведёт к закрытию Q3 и свечение светодиода D1 сообщит о том что сработала защита. Снять защиту можно как отключив кратковременно питание, так и кратковременным нажатием на кнопку S1.

Универсальная схема защиты была создана и проверена в работе, шунт R1 был составлен из двух резисторов 0.22 Ом 5Вт. Остался последний шаг — вводим в нвшу схему защиту от переполюсовки клемм АКБ.

Схема с защитой от переполюсовки:


Наша схема дополнилась диодом D2, резисторами R6, R5. Кнопка S1 была убрана из схемы по причине того, что при срабатывании защиты она не выводила схему из защиты, после доработки.

Токовая защита осталась без изменений, снять защиту можно отключив питание на 2-3 секунды. При подключении к выходу схемы АКБ, перепутав полярность, напряжение с АКБ через диод D2, резистор R6 поступает на базу Q2, срабатывает защита Q3 закрывается, светодиод D1 сигнализирует о срабатывании защиты.

На этой волне я заканчиваю поиски защиты для своих простых иип. Работой своих схем доволен, надеюсь они пригодятся и вам.

Приятных вам экспирементов!

ID: 2237

Как вам эта статья?

В качестве устройства электронной защиты источников питания можно использовать предлагаемый электронный предохранитель, включаемый между источниками и нагрузкой. Схема работает следующим образом. Когда ток нагрузки не превышает заранее установленного тока срабатывания, транзистор VT2 открыт, и падение напряжения на нем минимально. При увеличении тока нагрузки свыше заданного, увеличивается падение напряжения на транзисторе VT2, в связи с чем увеличивается напряжение, поступающее через R4 на базу VT1. Транзистор VT1 начинает открываться.

Процесс происходит лавинообразно благодаря наличию положительной обратной связи через резистор R4. В результате VT2 закрывается, и через нагрузку ток не протекает. Одновременно загорается сигнал о перегрузке. Приведенные на схеме номиналы резисторов соответствуют напряжению 9 В и току срабатывания 1 А. При необходимости изменить параметры предохранителя необходимо пересчитать величины сопротивлений R3 и R4.

Для питания собираемых конструкций радиолюбители нередко используют простейшие блоки, состоящие из понижающего трансформатора и выпрямителя с конденсатором фильтра. И, конечно, в таких блоках нет никакой защиты от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке, хотя оно подчас приводит к выходу из строя выпрямителя и даже трансформатора. Применять в таких блоках питания в качестве элемента защиты плавкий предохранитель не всегда удобно, да и, кроме того, быстродействие у него невысокое. Один из вариантов решения проблемы защиты от КЗ — включение последовательно с нагрузкой полевого транзистора средней мощности с встроенным каналом. Дело в том, что на вольт-амперной характеристике такого транзистора есть участок, на котором ток стока не зависит от напряжения между стоком и истоком. Поэтому на этом участке транзистор работает как стабилизатор (ограничитель) тока.



Рис.1

Схема подключения транзистора к блоку питания приведена на рис.1, а вольт-амперные характеристики транзистора для различных сопротивлений резистора R1 — на рис.2. Работает защита так. Если сопротивление резистора равно нулю (т. е. исток соединен с затвором), а нагрузка потребляет ток около 0,25 А, то падение напряжения на полевом транзисторе не превышает 1,5 В, и практически на нагрузке будет все выпрямленное напряжение. При появлении же в цепи нагрузки КЗ ток через выпрямитель резко возрастает и при отсутствии транзистора может достичь нескольких ампер. Транзистор ограничивает ток короткого замыкания на уровне 0,45…0,5 А независимо от падения напряжения на нем. В этом случае выходное напряжение станет равным нулю, а все напряжение упадет на полевом транзисторе. Таким образом, в случае КЗ мощность, потребляемая от источника питания, увеличится в данном примере не более чем вдвое, что в большинстве случаев вполне допустимо и не отразится на «здоровье» деталей блока питания.

О. СИДОРОВИЧ, г. Львов, Украина

Отличительная особенность предлагаемого устройства — малое падение напряжения в номинальном режиме. Кроме того, после устранения аварийной ситуации оно автоматически восстанавливает свою работоспособность.

Устройство предназначено для защиты от замыкания в нагрузке и перегрузки по току. Его включают между источником питания и нагрузкой. Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с описанным, например, в — малое падение напряжения в номинальном режиме, а также автоматический возврат в рабочее состояние после устранения причины аварии. Последнее особенно важно при кратковременных перегрузках.

Основные технические параметры

Напряжение питания, В……….12

Номинальный ток, А…………..1

Ток срабатывания защиты, А……1,2

Падение напряжения при номинальном токе, не более, В………………….0,6

Устройство содержит транзисторный коммутатор, узлы защиты и запуска. Основной элемент — коммутатор, выполненный на транзисторе VT5 (рис. 1).


Л. МОРОХИН, с. Макарова Московской обл.

Предлагаемое устройство целесообразно использовать совместно с регулируемым стабилизатором напряжения, не имеющим специальных узлов защиты.

Устройство предназначено для защиты регулирующего элемента стабилизатора напряжения от токовой и температурной перегрузок. Защита срабатывает при:

Превышении током нагрузки допустимого (установленного) значения;

Замыкании на выходе стабилизатора;

Превышении допустимой рассеиваемой мощности регулирующим элементом (нагрева его корпуса выше 50…70″С).

Датчик температуры — терморезистор RK1 (рис. 1), смонтированный непосредственно на регулирующем элементе стабилизатора. При увеличении напряжения на нем открывает транзистор, который, в свою очередь, включает тринистор VS1.


Кнопки SB1 и SB2 позволяют отключать и подключать нагрузку к источнику питания, что необходимо в процессе налаживания питаемого устройства. Если защита срабатывает в результате перегрева регулирующего элемента, нагрузка не будет подключена до тех пор, пока не уменьшится его температура, о чем судят по выключению светодиода HL1.

И. АЛЕКСАНДРОВ, г. Курск

При налаживании различной радиоэлектронной аппаратуры желательно пользоваться блоком питания с встроенной и регулируемой электронной защитой по току нагрузки. Если имеющийся в вашем распоряжении блок не имеет такой защиты, ее можно выполнить в виде приставки, включаемой между выходными гнездами блока и нагрузкой. Таким образом, приставка-предохранитель в случае превышения заданного максимального тока нагрузки мгновенно отключит ее от блока питания.

Электронный предохранитель (см. рисунок) содержит мощный транзистор VT2, который включен в минусовый провод питания, два стабилизатора тока на полевых транзисторах — один регулируемый (на VT1), в другой — нерегулируемый (на VT3), и чувствительный элемент — тринистор VS1. Управляющее напряжение на тринистор поступает с датчика тока, в роли которого выступает резистор R1 весьма малого сопротивления (0,1 Ома), и с резистора R2. Данный тип тринистора включается при напряжении на управляющем электроде (относительно катода) 0,5…0,6 В.

Ток нагрузки создает падение напряжения на резисторе R1, которое для тринистора является открывающим. Кроме того, ток, протекающий через транзистор VT1 (его можно изменять переменным резистором R3), создает падение напряжения на резисторе R2, которое также будет открывающим для тринистора. Когда сумма этих напряжений достигнет определенного значения, тринистор откроется, напряжение на нем уменьшится до 0,7…0,8 В. Зажжется светодиод HL1 и просигнализирует об аварии. В то же время напряжение на светодиоде HL2 уменьшится настолько, что он погаснет. Транзистор VT2 закроется, и нагрузка окажется отключенной от блока питания.

Для защиты электродвигателей от перегрузок до последнего времени обычно применяют предохранители в сочетании с магнитными пускателями. Предохранители надежно защищают устройство от перегрузки по току, но нередко являются первопричиной другого вида повреждений — обрыва фазы.
Защиту от чрезмерно большого тока обеспечивают и тепловые реле магнитных пускателей, которые включают в цепь питания электродвигателя. Однако такое защитное устройство требует подстройки при изменении внешней температуры и подбора нагревательных элементов в соответствии с мощностью защищаемого электродвигателя.

Описываемое ниже автоматическое устройство позволяет защитить электродвигатель как от перегрузки по току, так и от обрыва фазы. Оно регистрирует ток в каждом фазном проводнике и сравнивает наибольшее из измеренных значений с установленным порогом срабатывания.


Схема защиты от переполюсовки. Схема предназначена для защиты от переполюсовки различных электронных устройств. Напряжение срабатывания реле должно быть меньше или равно рабочему напряжению устройства.


Добрый день. В этой заметке я хочу предложить вашему вниманию блок питания дополнительного усилителя мощности для портативной радиостанции «Веда-ЧМ» . Выходное напряжение блока питания 24В, номинальный ток нагрузки – 3,5А, порог тока срабатывания защиты от короткого замыкания – 5,5А, ток короткого замыкания – 0,06А.

Общий вид комплекта показан на фото 1.

Схема блока питания представлена на рисунке 1.

Силовой трансформатор блока – перемотанный сетевой трансформатор от старого телевизора ТС-90-1, в качестве первичной обмотки — используются все витки сетевой обмотки трансформатора. Новая вторичная обмотка содержит 2×65 витков провода ПЭТВ-2 диаметром 1,25мм. При отсутствии провода данного диаметра, можно на каждой из катушек намотать по 130 витков проводом диаметром 0,9мм. При этом катушки потом соединяют синфазно параллельно при сохранении схемы мостового выпрямителя. Если эти катушки соединить последовательно, то от двух диодов можно избавиться (Рис.2).

Схема стабилизатора собрана навесным монтажом (1 на фото 2). Конденсаторы С3 и С4 у меня находятся в корпусе усилителя мощности. Цифрой два обозначен дополнительный регулируемый стабилизатор напряжения для питания «Веда-ЧМ», собранного на микросхеме КРЕН12А. Меняя напряжение питания самой радиостанции, можно менять в некоторых пределах выходную мощность излучения усилителя. Схему этого стабилизатора можно найти в рубрике «Блоки питания» — «Стабилизатор напряжения на КР142ЕН12А». Индикатор перегрузки работает следующим образом. Напряжение на конденсаторах фильтра выпрямителя С1и С2 примерно равно 37 вольт, учитывая, что выходное напряжение – 24В, напряжение между точками 1 и 2 будет находиться в районе13 вольт, которого не хватит для пробоя стабилитронов VD5, VD6, так как их суммарное напряжение стабилизации равно 15В. При «коротыше» напряжение между этими точками возрастет, через стабилитроны потечет ток и светодиод HL1 загорится, а светодиод HL2 – погаснет. Обратите внимание на то, что на «земле» находятся коллектора мощных транзисторов, что, ну просто очень удобно, размещая транзисторы непосредственно на корпусе изделия. Блок питания и усилитель мощности висят на стене чердака под антенной, что значительно уменьшает потери мощности в кабеле. До свидания. К.В.Ю.

Данная схема представляет собой простейший блок питания на транзисторах, оборудованный защитой от короткого замыкания (КЗ). Его схема представлена на рисунке.

Основные параметры:

  • Выходное напряжение — 0..12В;
  • Максимальный выходной ток — 400 мА.

Схема работает следующим образом. Входное напряжение сети 220В преобразуется трансформатором в 16-17В, затем выпрямляется диодами VD1-VD4. Фильтрация пульсаций выпрямленного напряжения осуществляется конденсатором С1. Далее выпрямленное напряжение поступает на стабилитрон VD6, который стабилизирует напряжение на своих выводах до 12В. Остаток напряжения гасится на резисторе R2. Далее осуществляется регулировка напряжения переменным резистором R3 до требуемого уровня в пределах 0-12В. Затем следует усилитель тока на транзисторах VT2 и VT3, который усиливает ток до уровня 400 мА. Нагрузкой усилителя тока служит резистор R5. Конденсатор С2 дополнительно фильтрует пульсации выходного напряжения.

Защита работает так. При отсутствии КЗ на выходе напряжение на выводах VT1 близко к нулю и транзистор закрыт. Цепь R1-VD5 обеспечивает смещение на его базе на уровне 0,4-0,7 В (падение напряжения на открытом p-n переходе диода). Этого смещения достаточно для открытия транзистора при определённом уровне напряжения коллектор-эмиттер. Как только на выходе происходит короткое замыкание, напряжение коллектор-эмиттер становится отличным от нулевого и равным напряжению на выходе блока. Транзистор VT1 открывается, и сопротивление его коллекторного перехода становится близким к нулю, а, значит, и на стабилитроне. Таким образом, на усилитель тока поступает нулевое входное напряжение, через транзисторы VT2, VT3 будет протекать очень маленький ток, и они не выйдут из строя. Защита отключается сразу же при устранении КЗ.

Детали

Трансформатор может быть любой с площадью сечения сердечника 4 см 2 и более. Первичная обмотка содержит 2200 витков провода ПЭВ-0,18, вторичная — 150-170 витков провода ПЭВ-0,45. Подойдёт и готовый трансформатор кадровой развёртки от старых ламповых телевизоров серии ТВК110Л2 или подобный. Диоды VD1-VD4 могут быть Д302-Д305, Д229Ж-Д229Л или любые на ток не менее 1 А и обратное напряжение не менее 55 В. Транзисторы VT1, VT2 могут быть любые низкочастотные маломощные, например, МП39-МП42. Можно использовать и кремниевые более современные транзисторы, например, КТ361, КТ203, КТ209, КТ503, КТ3107 и другие. В качестве VT3 — германиевые П213-П215 или более современные кремниевые мощные низкочастотные КТ814, КТ816, КТ818 и другие. При замене VT1 может оказаться, что защита от КЗ не работает. Тогда следует последовательно с VD5 включить ещё один диод (или два, если потребуется). Если VT1 будет кремниевый, то и диоды лучше применять кремниевые, например, КД209(А-В).

В заключение стоит заметить, что вместо указанных на схеме p-n-p транзисторов можно применять и аналогичные по параметрам транзисторы n-p-n (не вместо какого-либо из VT1-VT3, а вместо всех из них). Тогда нужно будет поменять полярности включения диодов, стабилитрона, конденсаторов, диодного моста. На выходе, соответственно, полярность напряжения будет другая.

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
VT1, VT2 Биполярный транзистор

МП42Б

2 МП39-МП42, КТ361, КТ203, КТ209, КТ503, КТ3107 Поиск в Fivel В блокнот
VT3 Биполярный транзистор

П213Б

1 П213-П215, КТ814, КТ816, КТ818 Поиск в Fivel В блокнот
VD1-VD4 Диод

Д242Б

4 Д302-Д305, Д229Ж-Д229Л Поиск в Fivel В блокнот
VD5 Диод

КД226Б

1 Поиск в Fivel В блокнот
VD6 Стабилитрон

Д814Д

1

Многие самодельные блоки имеют такой недостаток, как отсутствие защиты от переполюсовки питания. Даже опытный человек может по невнимательности перепутать полярность питания. И есть большая вероятность что после этого зарядное устройство придет в негодность.

В этой статье будет рассмотрено 3 варианта защит от переполюсовки , которые работают безотказно и не требуют никакой наладки.

Вариант 1

Это защита наиболее простая и отличается от аналогичных тем, что в ней не используются никакие транзисторы или микросхемы. Реле, диодная развязка – вот и все ее компоненты.


Работает схема следующим образом. Минус в схеме общий, поэтому будет рассмотрена плюсовая цепь.

Если на вход не подключен аккумулятор, то реле находится в разомкнутом состоянии. При подключении аккумулятора плюс поступает через диод VD2 на обмотку реле, вследствие чего контакт реле замыкается, и основной ток заряда протекает на аккумулятор.



Одновременно загорается зеленый светодиодный индикатор, свидетельствуя о том, что подключение правильное.


И если теперь убрать аккумулятор, то на выходе схемы будет напряжение, поскольку ток от зарядного устройства будет продолжать поступать через диод VD2 на обмотку реле.


Если перепутать полярность подключения, то диод VD2 окажется заперт и на обмотку реле не поступит питание. Реле не сработает.


В этом случае загорится красный светодиод, который нарочно подключен неправильным образом. Он будет свидетельствовать о том, что нарушена полярность подключения аккумулятора.


Диод VD1 защищает цепь от самоиндукции, которая возникает при отключении реле.


В случае внедрения такой защиты в зарядное устройство автомобильного аккумулятора, стоит взять реле на 12 В. Допустимый ток реле зависит только от мощности зарядника. В среднем стоит использовать реле на 15-20 А.




Эта схема до сих пор не имеет аналогов по многим параметрам. Она одновременно защищает и от переполюсовки питания, и от короткого замыкания.

Принцип работы этой схемы следующий. При нормальном режиме работы плюс от источника питания через светодиод и резистор R9 открывает полевой транзистор, и минус через открытый переход «полевика» поступает на выход схемы к аккумулятору.


При переполюсовке или коротком замыкании ток в цепи резко возрастает, вследствие чего образуется падение напряжения на «полевике» и на шунте. Такое падение напряжение достаточно для срабатывания маломощного транзистора VT2. Открываясь, последний запирает полевой транзистор, замыкая затвор с массой. Одновременно загорается светодиод, поскольку питание для него обеспечивается открытым переходом транзистора VT2.


Из-за высокой скорости реагирования эта схема гарантированно защитит зарядное устройство при любой проблеме на выходе.

Схема очень надежна в работе и способна оставаться в состоянии защиты бесконечно долгое время.



Это особо простая схема, которую даже схемой трудно назвать, поскольку в ней использовано всего 2 компонента. Это мощный диод и предохранитель. Этот вариант вполне жизнеспособен и даже применяется в промышленных масштабах.

Питание с зарядного устройства через предохранитель поступает на аккумулятор. Предохранитель подбирается исходя из максимального тока зарядки. Например, если ток 10 А, то предохранитель нужен на 12-15 А.

Диод подключен параллельно и закрыт при нормальной работе. Но если перепутать полярность, диод откроется и случится короткое замыкание.

А предохранитель – это слабое звено в этой схеме, который сгорит в тот же миг. Его после этого придется менять.

Диод следует подбирать по даташиту исходя из того, что его максимальный кратковременный ток был в несколько раз больше тока сгорания предохранителя.


Такая схема не обеспечивает стопроцентную защиту, поскольку бывали случаи, когда зарядное устройство сгорало быстрее предохранителя.

Итог

С точки зрения КПД, первая схема лучше других. Но с точки зрения универсальности и скорости реагирования, лучший вариант – это схема 2. Ну а третий вариант часто применяется в промышленных масштабах. Такой вариант защиты можно увидеть, к примеру, на любой автомагнитоле.


Все схемы, кроме последней, имеют функцию самовосстановления, то есть работа восстановится, как только будет убрано короткое замыкание или изменится полярность подключения аккумулятора.


Прикрепленные файлы:

Простая схема защиты блока питания от короткого замыкания

Это устройство отключает нагрузку блока питания в случае короткого замыкания в ней или резкого падения напряжения из-за избыточного тока потребления.

На рисунке показана схема защиты типового блока питания с выходным напряжением 12V на основе силового трансформатора и мостового выпрямителя.

Принципиальная схема

В разрыв положительного провода между выходным разъемом и выпрямителем включены контакты достаточно мощного реле К1.1. Короткое замыкание или аварийное превышение тока определяется по величине напряжения на выходе. В принципе, при коротком замыкании, оно будет равно нулю.

Но при помощи подстроечного резистора R6 можно настроить и срабатывание при понижении напряжения ниже некоторого контрольного значения. Датчиком служит транзистор VT1.

При нормальном выходном напряжении блока питания он открыт. И закрывается при коротком замыкании или снижении напряжения ниже заданного R6 порога.

Рис. 1. Принципиальная схема простой защиты блока питания от короткого замыкания.

После включения питания нужно нажать кнопку S1. Она принудительно устанавливает RS-триггер на микросхеме D1 в состояние с логической единицей на выходе D1.3. Ключ на транзисторах VT2 и VTЗ открывается, и реле К1 замыкает свои контакты К1.1.

На выходные клеммы блока питания поступает напряжение. С них, так же, поступает напряжение на базу VT1. Он открывается, и на его коллекторе падает напряжение до уровня нуля.

Теперь отпускаем кнопку S1, и схема остается в таком состоянии. А светодиод HL1 сигнализирует о том, что выходные клеммы блока питания подключены.

Если возникает КЗ или критическое снижение выходного напряжения, транзистор VT1 закрывается и на его коллекторе увеличивается напряжение до уровня единицы. Триггер на D1 переключается, и на выходе D1.3 теперь нуль.

Ключ на VT2 и VTЗ закрыт, контакты реле К1 разомкнуты. Нагрузка от блока питания отключена.

После устранения причин КЗ чтобы подать напряжение на выходные клеммы нужно нажать S1.

Детали

Реле К1 должно быть с обмоткой на номинальное выходное напряжение блока питания. Светодиод — любой. Если нужно работать с регулируемым блоком питания, нужно отключить питание схемы в точке «А», и подключить её к какому-то отдельному источнику, например, сделанному на другой обмотке трансформатора.

Горчук Н. В. РК-08-2020.

Защита от перегрузки по току или короткого замыкания

В условиях короткого замыкания протекает большой ток, который никогда не предполагался. В этом случае мы можем повредить наш источник питания, наши электронные устройства и все связанные с ними компоненты. Это также риск возгорания из-за чрезмерного нагрева. Чтобы избежать короткого замыкания, нам нужно разработать схему и подключить ее между нашим электронным устройством и источником питания. Функция цепи должна быть такой, чтобы она прерывала цепь в условиях короткого замыкания.Давайте посмотрим на функциональную блок-схему устройства защиты от короткого замыкания.

Функциональная блок-схема защиты от короткого замыкания

Как видите, между источником питания и электронным устройством добавлено устройство защиты от перегрузки по току. В этом устройстве есть два блока. Первое — это реле с защелкой, а второе — детектор перегрузки по току. Когда происходит короткое замыкание или перегрузка по току, датчик перегрузки по току обнаруживает это и отключает реле с фиксацией.

 Здесь мы использовали реле с защелкой, потому что, когда возникает перегрузка по току, и датчик выключает реле, ток не будет течь, и реле снова включится.

Мы будем использовать реле, в котором даны два контакта. Один из них должен быть нормально закрытым, а другой нормально закрытым. Используя некоторые дополнительные компоненты, мы сделаем это реле способным защелкиваться.

Цепь прерывания реле с защелкой

Как видите, катушка реле соединена последовательно с лампочкой и транзистором, который действует как переключатель. Обратный диод подключен для предотвращения перенапряжения на коллекторе.

В начале, когда мы запитываем цепь и предполагая, что нет условий перегрузки по току.Таким образом, импульс детектора перегрузки по току будет низким, что означает, что транзистор (Q2) будет закрыт, а транзистор (Q1) включен.

Реле включено, нормально замкнутый контакт разомкнут, нормально разомкнутый контакт замкнут. Итак, устройство включено. Когда происходит короткое замыкание или перегрузка по току, импульс детектора перегрузки по току высокий. Этот высокий импульс включает транзистор Q2. Таким образом, ток будет течь через резистор R1 и транзистор Q2, и транзистор получит низкое напряжение, и он отключится. Реле выключено, контакты вернулись в исходное положение.

Затем устройство выключается, и перегрузка по току больше не существует. Таким образом, импульс детектора перегрузки по току снова становится низким. Но транзистор Q2 по-прежнему находится под высоким напряжением и все еще «включен». Итак, реле все еще «выключено».

Чтобы снова включить цепь, мы должны нажать нормально замкнутый переключатель и разорвать цепь, а затем отпустить переключатель. Таким образом, мы создали реле с защелкой.

Цепь детектора перегрузки по току

Как мы все знаем, когда ток протекает через какой-либо резистор, возникает падение напряжения на этом резисторе.Итак, мы будем использовать резистор последовательно с нагрузкой, чтобы рассчитать величину тока, протекающего через нагрузку.

Но если мы используем резистор и через него протекает ток, это приведет к потерям мощности. В качестве решения мы можем использовать силовой резистор с очень низким сопротивлением. Это значительно уменьшит потери мощности.

Но поскольку сопротивление очень низкое, падение напряжения на резисторе также будет очень низким. Итак, мы должны усилить это напряжение с помощью операционного усилителя. Затем это усиленное напряжение сравнивается с опорным напряжением с помощью компаратора.

Усиленное напряжение подключается к неинвертирующему входу компаратора, а опорное напряжение подключается к инвертирующему входу компаратора. Изменяя значение опорного напряжения, мы можем изменить предел перегрузки по току.

Когда нагрузка изменяет потребление тока, также изменяется падение напряжения на резисторе. Если это напряжение превышает установленное опорное напряжение, это означает, что нагрузка потребляет ток, превышающий предполагаемый.

Так как напряжение нагрузки подключено к неинвертирующему входу компаратора и теперь оно высокое.Таким образом, выход компаратора теперь высок. Таким образом, мы создали схему детектора перегрузки по току.

Итак, теперь давайте посмотрим на схему детектора перегрузки по току.

Теперь давайте объединим обе схемы, чтобы создать полную схему защиты от перегрузки по току.

Короткое замыкание или схема защиты от токов

Список компонентов нам нужен —

  1. One LM358 OP-AMP IC
  2. два BC547 NPN транзистор
  3. один зеленый светодиод
  4. один 2-контактный разъем
  5. 1N4007 диод
  6. 1 двухконтактное реле
  7. Потенциометр (10 кОм)
  8. Резистор (220 Ом, 1 кОм, 10 кОм, 20 кОм)
  9. Силовой резистор R4 (0.1 Ом, 5 Вт)
  10. Нормально замкнутый (НЗ) переключатель

Как видите, мы успешно создали схему в соответствии с нашей блок-схемой. Для работы этой схемы мы должны сначала разомкнуть нормально замкнутый (НЗ) переключатель. У нас есть реле с защелкой, которое прерывает цепь в соответствии с импульсом детектора перегрузки по току. И у нас есть схема детектора перегрузки по току, которая подает сигнал на реле с фиксацией в соответствии с током, протекающим через нагрузку.

Схема защиты от короткого замыкания

Короткое замыкание — это непреднамеренное соединение между двумя клеммами, подающими питание на нагрузку.Это может произойти как в цепи переменного, так и постоянного тока, если это источник переменного тока, то короткое замыкание может отключить источник питания всей области, но на многих уровнях, от электростанции до дома, есть предохранители и схемы защиты от перегрузки. И если это источник постоянного тока, такой как батарея, то он может нагреть батарею, и батарея будет разряжаться очень быстро. В некоторых случаях батарея может взорваться. Существует множество способов защиты цепи от короткого замыкания, а для защиты от перегрузки доступно множество типов предохранителей.

 

Мы собираемся спроектировать и изучить простую схему защиты от короткого замыкания низкого напряжения для постоянного напряжения . Схема разработана с целью безопасной работы схемы микроконтроллера и может защитить ее от повреждения из-за короткого замыкания в другой части схемы.

 

Необходимые компоненты
  • Транзистор SK100B PNP — 1 шт.
  • Транзистор BC547B NPN — 1 шт.
  • Резистор 1 кОм — 1 шт.
  • Резистор 10 кОм — 1 шт.
  • Резистор 330 Ом — 2 шт.
  • Резистор 470 Ом — 1 шт.
  • Источник питания 6 В постоянного тока — 1 шт.
  • Макет — 1 шт.
  • Соединительные провода — согласно требованию

 

SK100B ПНП-транзистор

 

Начиная с выреза транзистора — эмиттер, середина — база и последний — коллектор

  • Излучатель — E
  • Основание — В
  • Коллектор — C

 

BC547B NPN-транзистор

 

Цепь защиты от короткого замыкания

Типичным примером короткого замыкания является соединение положительной и отрицательной клеммы батареи проводником с низким сопротивлением, например проводом.В этом состоянии батарея может загореться и даже взорваться. Вот что часто происходит с мобильными батареями в мобильных телефонах.

Чтобы избежать этого короткого замыкания, используется схема защиты от короткого замыкания . Схема защиты от короткого замыкания отклонит поток тока или разорвет контакт между цепью и источником питания.

Иногда мы сталкиваемся с отключением электроэнергии из-за внезапной искры при использовании некоторых неисправных бытовых приборов, таких как духовка, утюг и т. д., а затем.Причина этого в том, что где-то через какую-то цепь внутри неисправного устройства протекает избыточный ток. Это может привести к поражению электрическим током или привести к возгоранию дома, если оно не защищено. Поэтому используется предохранитель или автоматический выключатель , чтобы избежать таких повреждений. В таком состоянии автоматический выключатель или предохранитель отключают основное питание дома. Цепь плавкого предохранителя также является формой схемы защиты от короткого замыкания , , в которой используется провод с низким сопротивлением, который плавится и отключает основной источник питания от дома всякий раз, когда через него проходит избыточный ток.

Итак, здесь мы собираемся изучить и разработать схему, чтобы избежать повреждения из-за короткого замыкания в ней.

 

Принципиальная схема

 

 

Работа цепи защиты от короткого замыкания

Выше показана простая схема защиты от короткого замыкания постоянного тока малой мощности, состоящая из двух транзисторных схем, одна из которых представляет собой транзисторную схему BC547 NPN, а другая представляет собой транзисторную схему SK100B PNP.Вход подается на схему с помощью источника питания постоянного тока 5 В, который может быть либо от батареи, либо от трансформатора.

 

Работа цепи проста, когда горит зеленый светодиод D1, это означает, что цепь работает нормально и нет риска повреждения. Ожидается, что красный светодиод D2 загорится только при коротком замыкании.

При включении источника питания транзистор Q1 смещается и начинает проводить ток, а светодиод D1 включается.В это время красный светодиод D2 остается выключенным, так как короткого замыкания нет.

Свечение зеленого светодиода D1 также свидетельствует о том, что напряжение питания и выходное напряжение примерно равны.

В нашей схеме стимуляции мы сгенерировали «короткое замыкание» с помощью переключателя на выходе. Когда происходит «короткое замыкание», выходное напряжение падает до 0 В, и транзистор Q1 перестает проводить ток, поскольку его базовое напряжение равно 0 В. Транзистор Q2 также перестает проводить ток, так как напряжение на его коллекторе также упало до 0 В.

Итак, теперь ток начинает течь через КРАСНЫЙ светодиод D2 и проходить через землю по пути короткого замыкания (через переключатель).Это приводит к тому, что красный светодиод D2 начинает проводить ток, поскольку он смещен в прямом направлении, и указывает на то, что было обнаружено короткое замыкание, и ток перенаправляется через КРАСНЫЙ светодиод D2, а не повреждает всю цепь.

Защита от короткого замыкания с использованием транзистора

Просмотры: 1320

Короткое замыкание — это электрическая цепь, которая позволяет идеально бесконечному и практически очень большому току проходить по непреднамеренному пути с почти нулевым сопротивлением и нулевым напряжением.Защита от короткого замыкания с помощью транзистора представляет собой схему, решающую проблему короткого замыкания.

В идеале через короткое замыкание проходит бесконечный ток. На приведенном выше рисунке показано протекание тока через короткое замыкание в практическом случае.

Батарейка 5В соединена параллельно с двумя резисторами одинакового сопротивления. Следовательно, ток, протекающий через него, одинаков и равен половине полного тока в цепи. Если резистор R2 закорочен из-за какой-то проблемы, ток выбирает путь наименьшего сопротивления i.д., короткая. Следовательно, полный ток, присутствующий в цепи, проходит через короткое замыкание.

Представьте, если бы к узлам, где произошло короткое замыкание, была подключена дорогостоящая ИС. ИС будет повреждена из-за избыточного тока, проходящего через нее.

При работе с электричеством часто случаются короткие замыкания. Мы часто сталкиваемся с короткими замыканиями и в повседневной жизни! Электрические приборы иногда перестают работать после внезапной искры, это происходит из-за короткого замыкания в их внутренних цепях.Затем избыточный ток протекает через приборы и может повредить все остальные бытовые приборы, если их не остановить. Предохранитель используется для отключения избыточного тока.

Точно так же, работая с меньшими цепями, мы всегда рискуем получить короткое замыкание. Мы можем сделать неправильные соединения или подключить неправильные клеммы, т. е. что-то может пойти не так. Короткое замыкание может привести к значительному повреждению таких компонентов, как микросхемы, что сделает их бесполезными. Следовательно, важно использовать схемы, защищающие цепь от короткого замыкания.

Рассматриваемая ниже схема защиты от короткого замыкания выполняет ту же роль предохранителя в бытовых электрических цепях. Есть много способов обойти короткое замыкание. Схема защиты от короткого замыкания может быть построена с использованием реле, транзисторов и даже обычных диодов.

Обсуждаемая здесь схема использует два простых транзистора для защиты схемы от короткого замыкания.

Необходимые компоненты:

  1. Транзистор NPN – BC547 – 1 шт.
  2. Транзистор PNP – BC558 – 1 шт.
  3. Резисторы – 10 кОм – 1 шт.
  4. Резистор – 1 кОм – 1 шт. №
  5. Блок питания постоянного тока – 1 №

Объяснение схемы: 

Схема питается от источника постоянного тока 5 В.Светодиоды подключаются с целью выявления протекания тока и наличия короткого замыкания. Выключатель используется для имитации короткого замыкания цепи. Цепь замыкается, когда выключатель замкнут.

Ток выбирает путь с наименьшим сопротивлением. Когда источник питания включен, транзисторы Q1 и Q2 смещаются и начинают работать. Ток протекает через зеленый светодиод D1, и он включается. В это время красный светодиод D2 остается выключенным, так как через него не протекает ток.Пока горит зеленый свет, короткого замыкания нет.

Теперь переключатель замкнут, т.е. цепь «закорочена», выходное напряжение падает до 0 В, так как отсутствует разность потенциалов. Q1 перестает проводить ток, так как его базовое напряжение теперь равно 0 В, и он больше не смещен. Транзистор Q2 также перестает проводить ток, так как напряжение на его коллекторе также упало до 0 В, и он тоже больше не находится под смещением.

Теперь ток протекает через КРАСНЫЙ светодиод D2, который теперь горит, и проходит через путь короткого замыкания (замкнутый переключатель) и через клемму заземления.

Ток отводится через КРАСНЫЙ светодиод D2 вместо повреждения всей цепи.

  Выходы:

Вышеуказанная схема была реализована в Proteus. И следующие наблюдаемые выходы:

  1. Когда переключатель разомкнут (короткое замыкание не обнаружено)
    Ток протекает через транзистор Q2 → резистор R2 → транзистор Q1 → резистор R3 → резистор R4 → светодиод D1 → клемма заземления
  1. Когда переключатель замкнут (обнаружено короткое замыкание)
    Ток протекает через транзистор Q2 → Резистор R5 → Светодиод D2 → Короткое замыкание → Клемма заземления
    Следующая схема показывает ток, протекающий, когда переключатель замкнут.
Защита от короткого замыкания с помощью транзисторной схемы

 Эту схему можно сделать частью любой рабочей схемы, состоящей из электронных компонентов. Он идеально подходит для мини-проектов с дорогими компонентами.

Эта цепь может быть подключена к любой рабочей цепи следующим образом:

Защита от короткого замыкания с помощью транзисторной схемы

Читайте связанные темы

8051 микроконтроллер
8086 микропроцессор

5 способов предотвратить короткое замыкание

Короткое замыкание — это серьезная авария, связанная с электричеством, которая может привести к серьезному повреждению вашей электрической системы.Они возникают, когда по пути с низким сопротивлением, не подходящему для передачи электричества, поступает большой электрический ток. Проще говоря, короткое замыкание происходит, когда горячая проволока касается токопроводящего объекта, которого она не должна касаться.

Результатом короткого замыкания может стать повреждение прибора, поражение электрическим током или даже возгорание. И если вы не принимаете никаких профилактических мер против коротких замыканий, вы только увеличиваете риск возникновения таких ситуаций. Roman Electric советует каждому домовладельцу из Милуоки практиковать способы предотвращения коротких замыканий, и мы перечислили 5 из этих шагов ниже.

1. Проверка выпускных отверстий перед использованием

За каждой розеткой находится коробка с прикрепленными проводами. И некоторые из основных причин короткого замыкания — это неисправная проводка, ослабление соединений коробки и устаревшая розетка. Хотя диагностика этих проблем может быть сложной, учитывая, что они скрыты за вашими стенами, вы все равно можете предотвратить короткие замыкания, проверяя свои розетки перед каждым использованием. Существуют определенные признаки, указывающие на то, что в вашей розетке может произойти короткое замыкание:

  • На выходе есть следы гари или запах гари.
  • Жужжащий или хлопающий звук из розетки.
  • Искры из выпускного отверстия.
  • Розетка старше 15-25 лет.

При наличии любого из этих признаков воздержитесь от использования розетки и немедленно свяжитесь с Roman Electric.

2. Проверка приборов перед использованием

Так же, как и с розетками, вы также захотите проверить свои приборы, прежде чем включать их в розетку. Короткое замыкание также может быть вызвано неисправной проводкой или схемой самого прибора.Перед каждым использованием проверяйте приборы на наличие следующих знаков:

  • Поврежденные шнуры, корпус или провод.
  • Несколько трещин в приборе.
  • Устройство обнажило электрические цепи.

Если присутствует какой-либо из этих признаков, мы рекомендуем либо утилизировать прибор, либо обратиться к специалистам для его ремонта.

3. Снижение потребления электроэнергии во время гроз

Одним из наиболее опасных способов короткого замыкания является удар молнии, так как огромное количество электричества может привести к серьезным повреждениям.Мы рекомендуем сократить потребление электроэнергии во время грозы до необходимого. Это не только поможет предотвратить короткое замыкание во время грозы, но и уменьшит ущерб в случае скачка напряжения.

4. Выполнение основного обслуживания автоматического выключателя

Ваша электрическая система имеет защиту от короткого замыкания — автоматические выключатели. Эти компоненты, расположенные на вашем электрическом щите, отключаются, когда электрические токи считаются нестабильными, при этом каждый из них привязан к отдельной цепи.Мы рекомендуем вам попрактиковаться в базовом обслуживании автоматических выключателей, чтобы обеспечить их работу. Мы предоставили несколько советов ниже:

  • Проверьте каждый автоматический выключатель на наличие повреждений, трещин или ослабленных соединений.
  • Знайте, какую цепь контролирует каждый выключатель. Мы рекомендуем использовать искатель автоматических выключателей. Дополнительную информацию можно найти здесь.
  • Очистите любые грязные пятна или пятна, расположенные на выключателе и панели (используйте для этого только сухую ткань).

Если вы хотите лучше обслуживать свои автоматические выключатели, используя профессиональные услуги, свяжитесь с Roman Electric для получения наших услуг по автоматическим выключателям.

5. Планируйте проверку электрооборудования не реже одного раза в год

Как и визит к врачу, электрические осмотры должны проводиться не реже одного раза в год. Это позволяет специалисту по электрике, такому как Roman Electric, полностью изучить вашу электрическую систему. Оттуда мы можем точно определить и предотвратить короткое замыкание, а также предоставить экономически эффективные решения для решения любой другой проблемы, которую мы обнаружим. Электрические осмотры помогают лучше обслуживать вашу проводку, розетки и любую другую часть вашей электрической системы.Запланируйте один сегодня!

Делайте то, что лучше для вашей электрической системы, практикуя эти способы предотвращения коротких замыканий. Свяжитесь с Roman Electric, чтобы получить наши услуги по проверке автоматических выключателей и электрооборудования. Позвоните нам по телефону 414-771-5400, чтобы поговорить с ведущими экспертами по электротехнике Милуоки.

Защита от короткого замыкания с помощью реле для аккумуляторов » Проект электроники

В этом уроке мы увидим, как сделать защиту от короткого замыкания с помощью реле.Много раз случайно происходит короткое замыкание клемм аккумуляторов и других источников питания. Из-за этого они нагреваются и начинают деградировать. В случае с литий-ионными или литий-полимерными батареями они могут загореться из-за короткого замыкания или даже получить взрыв. Поэтому нам нужна схема защиты, чтобы защитить наши батареи от повреждения из-за короткого замыкания. Многие блоки питания не имеют встроенной защиты от короткого замыкания, поэтому нам также нужна защита от коротких замыканий.

Мы можем сделать очень простую защиту аккумулятора от короткого замыкания с помощью реле.Это очень дешевая и эффективная схема защиты от короткого замыкания. Это будет стоить вам максимум 50 рупий.

Какие компоненты вам нужны?
  • Релейный модуль 5 В или 12 В в зависимости от напряжения аккумулятора.
  • Один зеленый и один красный светодиод.
  • Два резистора по 1 кОм.
  • Одно нажатие кнопки обычно открывает контакт.

Защита от короткого замыкания с реле:

Соединения цепи:

Минусовая клемма аккумулятора/источника питания подключена к общей клемме реле.Положительная клемма подключается к одному концу катушки реле, она общая для входа и выхода. Кнопка подключается между минусовой клеммой и второй клеммой катушки, также эта клемма закорочена с нормально разомкнутой клеммой реле. Красный светодиод находится между нормально замкнутой клеммой и отрицательной клеммой. В то время как зеленый светодиод подключается между нормально разомкнутой и положительной клеммой аккумулятора.

Работа защиты от короткого замыкания с помощью реле:

Работа этой схемы основана на принципе «Ток всегда старается течь по пути наименьшего сопротивления».Цепь нормально разомкнута, и красный светодиод горит, когда мы подключаем источник питания к входной клемме этой цепи. Красный светодиод указывает на короткое замыкание, а зеленый светодиод указывает на то, что выходная мощность включена. Когда мы нажимаем кнопку, катушка реле становится активной и переключается с нормально замкнутого на нормально разомкнутый контакт. Вы можете видеть, что даже после отпускания кнопки реле остается в запертом состоянии. Ток, необходимый для поддержания этого реле во включенном состоянии, поступает от нормально разомкнутой клеммы.Вот как схема входит в состояние «включено». Мы можем подключить любую нагрузку к выходной клемме, схема будет работать.

При перегрузке или коротком замыкании или при коротком замыкании выходных клемм батарей через цепь протекает огромный ток. Напряжение на клеммах катушки становится почти нулевым, весь ток пытается течь по пути с наименьшим сопротивлением. Реле немедленно переключается с нормально разомкнутой клеммы на нормально закрытую клемму, защищая наш источник питания или аккумулятор.Вот как работает защита от короткого замыкания с помощью реле. Если у вас есть какие-либо вопросы, прокомментируйте ниже.

 

 

Защита от перегрузки/короткого замыкания с использованием Lm358, защита от перегрузки по току от короткого замыкания

Это схема защиты от короткого замыкания и перегрузки с использованием операционного усилителя LM358. Эта схема защиты может использоваться в любой нагрузке DC для защиты от перегрузки и короткого замыкания. Это очень простая и легкая схема для нагрузки постоянного тока.

Когда нагрузка увеличивается и превышает требуемый уровень, или если в части нагрузки произошло короткое замыкание, то нагрузка автоматически отключается до восстановления нормальной нагрузки.

Принципиальная схема

рабочий

В этой схеме используется ОУ IC LM358. В этой схеме операционный усилитель используется в качестве компаратора. НЕИНВЕРТИРУЮЩАЯ входная клемма подключена к потенциометру, который подключен к +ve и земле. Резистор мощностью 5 Вт и сопротивлением 1 Ом подключен между землей и источником MOSFET. Этот резистор используется в качестве детектора падения напряжения для подачи сигнала на инвертирующий вход компаратора.

Когда напряжение на выводе затвора MOSFET высокое, нагрузка получает питание, а когда напряжение на выводе затвора MOSFET становится НИЗКИМ, то MOSFET не подает питание на нагрузку. а напряжение GATE зависит от выходного контакта 1 IC LM358. Это означает, что МОП-транзистор включится и подаст питание на нагрузку, если единственный выход микросхемы компаратора подает напряжение на затвор. Когда нагрузка увеличивается или нагрузка начинает потреблять больше тока на выходе, ток через MOSFET и резистор R4 также увеличивается, а по мере увеличения тока напряжение на резисторе R4 также увеличивается (в соответствии с законом Ом ).И напряжение на резисторе R4 увеличилось, уровень напряжения на инвертирующем входе также увеличился, и мы знаем, что когда напряжение на инвертирующем входе выше, чем на неинвертирующем входе, тогда выход на контакте 1 НИЗКИЙ или 0 В. Таким образом, в момент перегрузки нагрузка будет автоматически отключена, потому что выход компаратора станет НИЗКИМ, а напряжение на выводе GATE MOSFET равно нулю, поэтому MOSFET не будет активирован. Например, если мы используем нагрузку в 1 Ампер, то ток через резистор будет 1А, а напряжение на резисторе также должно быть 1В (V=I.Р). Таким образом, нам нужно установить напряжение на контакте 3 микросхемы выше 1 В (от 1,3 до 2 В), перемещая потенциометр с помощью отвертки, и проверить напряжение с помощью мультиметра на контакте 3 с землей. Перед использованием отрегулируйте напряжение на контакте 3.

Резистор

100 кОм, подключенный в качестве обратной связи для защиты от любых колебаний компаратора. Резистор 1M подключен к MOSFET как резистор PULL DOWN, чтобы сделать MOSFET ненужным. Клемма стока MOSFET соединена с отрицательной клеммой нагрузки. IC 7809 используется для подачи постоянного напряжения на ic для стабильной работы датчиков.

Запчасти

LM358IC-1

Резисторы

100K-1, 1 Ом 5 ​​Вт — 1, 1 м — 1

Потенциометр (переменный резистор)- 50К-1

МОП-транзистор – IRF540N-1

Регулятор ic LM 7809-1

Конденсатор 100мкФ 25В-1

IRF540N МОП-транзистор контактный

7809 регулятор ic Pin

Читайте также

Схемы защиты динамиков от короткого замыкания — Electronics Projects Circuits

Усилитель имеет задержку, защиту от постоянного тока и контроль температуры в цепях защиты громкоговорителей.Поскольку применение защиты от короткого замыкания не является гибким, большинство динамиков не включены в схему защиты. Вы можете использовать соответствующий в соответствии с… Проекты в области электроники, схемы защиты динамиков от короткого замыкания «Простые схемы», Дата 2020/04/02

Усилитель

имеет задержку, защиту от постоянного тока и контроль температуры в цепях защиты громкоговорителей. Поскольку применение защиты от короткого замыкания не является гибким, большинство динамиков не включены в схему защиты.Вы можете использовать соответствующий вашему усилителю, который будет включать в себя различные схемы защиты от короткого замыкания.

Для цепей транзисторного усилителя первой цепи он определяет ток через выравнивающие резисторы силовых транзисторов и запускает схему защиты по постоянному току. Вы можете добавить к вашей схеме защиты по току или добавить еще один транзистор и напрямую управлять реле.

Примечание: я не рекомендую проводить эксперименты, закорачивая прямой выход усилителя, отрегулируйте его в соответствии с током, потребляемым на нагрузке, затем измерьте ток, потребляемый вашим усилителем, и установите соединение соответственно или макс.запустите под нагрузкой и включите схему защиты, затем немного увеличьте значение подстроечного резистора и повторите попытку на максимальной мощности. На этот раз схема защиты не сработает, поэтому потребляемый ток будет активен при высоком уровне короткого замыкания. При проведении тестов учитывайте внезапные пики, особенно в басу

Схема защиты динамика от короткого замыкания и чертеж печатной платы

Секция E+ будет подключена к выравнивающему резистору транзистора (2sc5200 или IRFP240) от положительного каскада питания.

Принципиальная схема подключения ниже не очень понятна, см. образец схемы подключения усилителя и защиты по постоянному току.

Вторую схему защиты от короткого замыкания динамика можно использовать во многих более гибких схемах усилителя, но сопротивление резистора должно быть подключено к линии громкоговорителя с сопротивлением 0,2 или 0,5 Ом, а мощность резистора будет варьироваться судя по усилителю.